專利名稱：一種消除激光散斑效應(yīng)的光學結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光顯示領(lǐng)域，尤其涉及一種消除激光散斑效應(yīng)的光學結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
激光顯示技術(shù)由于性能優(yōu)越而受到廣泛關(guān)注，人們已投入大量精力進行研 究。阻礙激光顯示快速發(fā)展的一個重要原因是激光散斑效應(yīng)的存在。由于激光 具有的高相干性而在激光顯示中產(chǎn)生嚴重的激光散斑效應(yīng)，造成激光顯示圖象 質(zhì)量嚴重下降。為了消除激光散斑，人們已提出了多種方法，例如利用不同波
長的光源；利用脈沖激光的疊加；移動散射體；移動孔徑光闌或振動屏幕等。 但是，這些方法大多是在激光器外加消散斑器件，存在結(jié)構(gòu)復雜、界面體積大、 成本高及可操作性低等問題，尚沒有得到實際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對以上技術(shù)缺陷，提出一種新型的簡易、實用的光學結(jié)構(gòu)以消除 激光散斑效應(yīng)。
本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的
本發(fā)明的消除激光散斑效應(yīng)的光學結(jié)構(gòu)的第 一種形式為包括由復數(shù)個厚 度或其它相關(guān)參數(shù)有一定差別的走離(Walk-off )晶體片而構(gòu)成的光學結(jié)構(gòu)組 合，所述的光學結(jié)構(gòu)組合中各相鄰晶體的光軸在通光方向上呈一定夾角，且晶 體光軸與通光方向呈一定夾角。
本發(fā)明的消除激光散斑效應(yīng)的光學結(jié)構(gòu)的第二種形式為包括由復數(shù)個厚 度或其它相關(guān)參數(shù)有一定差別的走離(Walk-off)晶體片和間插于所述的走離 (Walk-off)晶體片的晶體波片而構(gòu)成的光學結(jié)構(gòu)組合，所述的光學結(jié)構(gòu)組合中各相鄰晶體的光軸在通光方向上呈一定夾角，且晶體光軸與通光方向呈一定夾角。
進一步的，這兩種光學結(jié)構(gòu)中所述的各走離(Walk-off)晶體片之間的光軸夾角可為45°或其它角度；所述的各走離(Walk-off)晶體片之間的厚度略有不同或其中部分走離(Walk-off)晶體片厚度略有不同。
進一步的，這兩種光學結(jié)構(gòu)中所述的各晶體可以是分離器件，亦可以采用膠合、光膠或深化光膠將各晶體膠合為一體。
進一步的，這兩種光學結(jié)構(gòu)組合可以靜止放置在光路中，也可以放置在旋轉(zhuǎn)裝置上旋轉(zhuǎn)。
進一步的，可以在所述的光學結(jié)構(gòu)組合前設(shè)置一可變波片，組合應(yīng)用。更進一步的，所迷的可變波片通過調(diào)制波片的某些物理量變化來改變波片的偏振方向。所述的可變波片可為液晶、電光晶體波片或磁光晶體波片。如上所述的光學結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于激光顯示光路。如上所述的光學結(jié)構(gòu)可以作為退偏光學元件。
本發(fā)明采用如上技術(shù)方案，是一種簡易、實用的用以來消除激光散斑效應(yīng)的新型光學結(jié)構(gòu)。


圖l是本發(fā)明的原理示意圖2是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明的另一種結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明的光學結(jié)構(gòu)的第一種組合應(yīng)用示意圖5是本發(fā)明的光學結(jié)構(gòu)的第二種組合應(yīng)用示意圖。
具體實施例方式
現(xiàn)結(jié)合

和具體實施方式
對本發(fā)明進一步說明。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)將一組厚度或其它相關(guān)參數(shù)有一定 差別的走離(Walk-off)晶體組合，該組合中各相鄰晶體的光軸在通光方向上 呈一定夾角，可使通過該晶體組的激光形成光強相等或有一定差別，且彼此中 心相位不同的多光束系列。通過N塊走離(Walk-off)晶體組合可獲得最多2N 束相位不同，且接近均勻分布的光束，采用該光源用于激光顯示可減少或消除 激光散斑效應(yīng)。
如圖l所示，101， 102, 103，…，10n為走離(Walk-off)晶體，1011與 1012分別表示通過第一片走離(Walk-off)晶體IOI而產(chǎn)生的o光和e光的光 斑中心位置。將N塊厚度或其它相關(guān)參數(shù)有一定差別的走離(Walk-off)晶體 101, 102， 103,…，10n組合為一體，且相鄰各走離(Walk-off)晶體的光軸 間夾角為6i-6w，則入射光可被分為多束的出射光；若各夾角均為45。，則出 射光可構(gòu)成光強相等的多光束。
入射光通過第一片走離(Walk-off)晶體101時光路變?yōu)閛光("。7》和E 光(/7e~/ )。通過第二片走離(Walk-off )晶體102時各光束光路為①(ol+o2 ); ②(0l+e2);③(el+o2);④(el+e2 )。其中ol表示通過第一片晶體101為o 光的光束，el表示通過第一片晶體101為e光光束。
當光束通過N片晶體時，入射光將分裂為2N個光束，每個光束點可以統(tǒng)一 寫為
光路 & = S "人"丄
位相 <p^=，s^
其中Z。,表示通過第i片晶體為o光的光路長度；,^表示通過第h片晶體為e光的光路長度；n。為o光折射率，；/e力表示第h片走離(Walk-off)晶體 中e光的折射率，/, /分別表示通過最后一片晶體后光的點位置座標。
若各走離(Walk-off )晶體加工成不同厚度，則各晶體產(chǎn)生的o光、e光經(jīng) 歷的光程將隨機分布，當總的走離(Walk-off)效應(yīng)較大時，2W束光的位相將 是隨機且均勻分布的。若弘20，則2W"106，即有106束光，若各光束之間位相 差平均分布而且各相應(yīng)晶體光軸呈45°夾角，則產(chǎn)生的各光束光強相等，其中 各有5 x 105束o光和e光，這樣位相均勻分布的光束可很好地消除激光散斑效 應(yīng)，同時亦為4艮好的退偏器。
若走離(Walk-off)晶體產(chǎn)生的走離(Walk-off )值相對激光光斑大小而 言較小，如激光的光斑直徑為lmm，而每個走離(Walk-off )晶體的o光與e光 產(chǎn)生3lim左右的走離(Walk-off),則走離(Walk-off)晶片組合的光斑直徑 約為l. 06mm，則可認為所有光束基本重合。
本發(fā)明各晶體光軸之間的夾角可為45° ，也可為非零的其他角度。各晶體 光軸與通光面夾角可以因n。-ne值大小和晶體厚度來設(shè)計，對于大的折射率差 值的走離(Walk-off )晶體可以盡量使晶體光軸與通光面夾角接近90° ,這樣 產(chǎn)生走離(Walk-off)值小，而可使晶體片較厚，方<更加工，并可4吏o光、e光 分離很小值。
本發(fā)明的光學結(jié)構(gòu)的走離(Walk-off )晶體組合可以靜止地放置在光路中， 也可以放置在旋轉(zhuǎn)的裝置上旋轉(zhuǎn)，使光束隨旋轉(zhuǎn)位移發(fā)生變化。這等效于光束 移動，可使光強分布發(fā)生變化以加強消散斑效應(yīng)。
如圖2所示的結(jié)構(gòu)，其中201為走離(Walk-off )晶片系列，202為波片系 列。在各走離(Walk-off)晶片201之間插入波片202以改變進入第二片晶片 光束的偏振態(tài)及分光比。如圖3所示的結(jié)構(gòu)，其中301為走離(Walk-off)晶片系列，302為雙折射 波片。在走離(Walk-off)晶片301之間插入一片雙折射波片302，其光軸在通 光方向與前一片走離(Walk-off)晶片光軸相同，這樣可由波片厚度調(diào)節(jié)o光 與e光的位相^f直。
如圖4所示的結(jié)構(gòu)，其中401為可變波片，如液晶，電光晶體波片或磁光 晶體波片等，402為走離(Walk-off)晶片組合。在走離(Walk-off)晶片402 的入射面之前插入可變波片401使光強分布隨波長變化而變化，以強化消散斑 效果。
如圖5所示的結(jié)構(gòu)，501為入射光束，502A、 502B為一對晶體楔角片，503 為PZT驅(qū)動器，504為本發(fā)明的走離(Walk-off )晶片組合。通過調(diào)制PZT驅(qū)動 器503來移動晶體楔角片502A、 502B使入射激光的偏振方向發(fā)生變化。
本發(fā)明的光學結(jié)構(gòu)的走離(Walk-off)晶片及波片可以為分離器件，亦可 以采用膠合、光膠或深化光膠為一體。
本發(fā)明的光學結(jié)構(gòu)由于只采用簡單的放置方式，可采用靜止方式實現(xiàn)減少 激光散斑效應(yīng)的目的，同時制作簡單，成本低，有較大應(yīng)用價值。
盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員 應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式 上和細節(jié)上可以對本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護范圍。
8
權(quán)利要求
1. 一種消除激光散斑效應(yīng)的光學結(jié)構(gòu)，其特征在于包括由復數(shù)個厚度或其它相關(guān)參數(shù)有一定差別的走離晶體片而構(gòu)成的光學結(jié)構(gòu)組合，所述的光學結(jié)構(gòu)組合中各相鄰晶體的光軸在通光方向上呈一定夾角，且晶體光軸與通光方向呈一定夾角。
2. —種消除激光散斑效應(yīng)的光學結(jié)構(gòu)，其特征在于包括由復數(shù)個厚度或其它 相關(guān)參數(shù)有一定差別的走離晶體片和間插于所述的走離晶體片的晶體波片而 構(gòu)成的光學結(jié)構(gòu)組合，所述的光學結(jié)構(gòu)組合中各相鄰晶體的光軸在通光方向 上呈一定夾角，且晶體光軸與通光方向呈一定夾角。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的各走離晶體片之 間的光軸夾角可為45°或其它角度；所述的各走離晶體片之間的厚度略有不 同或其中部分走離晶體片厚度略有不同。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的光學結(jié)構(gòu)組合中 的各晶體可以是分離器件，亦可以釆用膠合、光膠或深化光膠將各晶體膠合 為一體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的光學結(jié)構(gòu)組合可 以靜止放置在光路中，也可以放置在旋轉(zhuǎn)裝置上旋轉(zhuǎn)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學結(jié)構(gòu)，其特征在于在所述的光學結(jié)構(gòu)組合 前設(shè)置一可變波片。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的可變波片通過調(diào)制波 片的某些物理量變化來改變波片的偏振方向。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的可變波片可為液晶、 電光晶體波片或磁光晶體波片。
9. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的光學結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的光學結(jié)構(gòu)可以 應(yīng)用于激光顯示光路。
10. 根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的光學結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的光學結(jié)構(gòu)可以 作為退偏光學元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及激光顯示領(lǐng)域，尤其涉及一種消除激光散斑效應(yīng)的光學結(jié)構(gòu)。本發(fā)明將一組厚度或其它相關(guān)參數(shù)有一定差別的Work-off晶體組合，該組合中各相鄰晶體的光軸在通光方向上呈一定夾角，可使通過該晶體組合的激光形成光強相等或有一定差別，且彼此相位不同的多光束系列。通過N塊Work-off晶體組合可獲得最多2^N束相位不同的光束。本發(fā)明是一種簡易、實用的用以來消除激光散斑效應(yīng)的新型光學結(jié)構(gòu)，該光源用于激光顯示可減少或消除激光散斑效應(yīng)。
文檔編號G02B27/28GK101464565SQ20091011089
公開日2009年6月24日 申請日期2009年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月14日
發(fā)明者凌吉武, 盧秀愛, 礪 吳, 陳燕平, 馬英俊 申請人:福州高意通訊有限公司