白光激光模組、激光顯示系統(tǒng)和激光投影系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種白光激光模組、激光顯示系統(tǒng)和激光投影系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的激光顯示或者激光照明等需要高亮度白色激光輸出的場合中，通常采用光纖耦合的方法將不同的激光器耦合在一起，然后再進(jìn)行整形和勻場處理。如圖1所示，分別包括多個半導(dǎo)體激光器的紅光激光器、綠光激光器和藍(lán)光激光器出射多束紅光激光束、藍(lán)光綠光激光束和藍(lán)光激光束。各激光束經(jīng)準(zhǔn)直透鏡整形后，經(jīng)聚焦透鏡聚焦得到紅光激光束、綠光激光束和藍(lán)光激光束需經(jīng)光纖耦合向外輸出。但是，采用光纖對激光進(jìn)行耦合，由于需要根據(jù)不同的使用環(huán)境定制相應(yīng)的技術(shù)光纖，不同的系統(tǒng)需要采用不同的集束光纖，增加了光纖的成本并由此增加了激光光源的成本。光纖的芯徑較小，當(dāng)需要將較大功率的激光耦合到光纖中時，需要克服很多技術(shù)問題。例如通常需要設(shè)計多個復(fù)雜的光學(xué)元件對激光光束整形。這不僅使光源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積增加，多個光學(xué)元件的使用還導(dǎo)致激光束經(jīng)歷的界面多，對功率損耗大，導(dǎo)致耦合效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試方便的白光激光模組、包括該白光激光模組的激光顯示系統(tǒng)和激光投影系統(tǒng)。
[0004]一種白光激光模組，包括順序設(shè)置的熱沉、多個半導(dǎo)體激光器、多個非球面準(zhǔn)直透鏡、兩個光束折轉(zhuǎn)器件、一個聚焦透鏡組和電源板，所述熱沉為鋁合金或者無氧銅材質(zhì)，所述多個半導(dǎo)體激光器與所述多個非球面準(zhǔn)直透鏡相匹配，所述多個半導(dǎo)體激光器共用所述一個聚焦透鏡組，所述多個半導(dǎo)體激光器按照順序或陣列排列方式分為L個半導(dǎo)體激光器、M個半導(dǎo)體激光器和N個半導(dǎo)體激光器，L、M、N分別為大于等于2的整數(shù)其中，所述L個半導(dǎo)體激光器發(fā)射出的激光通過各自的非球面準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直，經(jīng)過一個折轉(zhuǎn)器件折轉(zhuǎn)，再經(jīng)過所述的聚焦透鏡組；所述的M個半導(dǎo)體激光器發(fā)射出的激光通過各自的非球面準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直，經(jīng)過一個折轉(zhuǎn)器件折轉(zhuǎn)，再經(jīng)過所述的聚焦透鏡組；所述的N個半導(dǎo)體激光器發(fā)射出的激光通過各自的非球面準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直，經(jīng)過所述的聚焦透鏡組。
[0005]光束折轉(zhuǎn)器件為折轉(zhuǎn)棱鏡或者反射鏡組。
[0006]多個半導(dǎo)體激光器均采用TO型封裝、C型封裝或者F型封裝。
[0007]多個半導(dǎo)體激光器安裝時為垂直安裝或者水平安裝。
[0008]L個半導(dǎo)體激光器發(fā)射的光為綠光，輸出的波長相同。
[0009]M個半導(dǎo)體激光器發(fā)射的光為藍(lán)光，輸出的波長相同。
[0010]N個半導(dǎo)體激光器發(fā)射的光為紅光，輸出的波長相同。
[0011 ] 電源板為所述多個半導(dǎo)體激光器供電。
[0012]熱沉為鋁合金或者無氧銅材質(zhì)，為如上所述的半導(dǎo)體激光器散熱。
[0013]本發(fā)明中，通過采用多個獨(dú)立的激光器，并經(jīng)過各自的準(zhǔn)直透鏡整形出射光束，其中部分激光器出射的激光經(jīng)光束折轉(zhuǎn)元件折轉(zhuǎn)以減小激光器之間的發(fā)光間隙，然后通過聚焦透鏡組將光束聚焦，從而實現(xiàn)高亮度、高功率的白光激光輸出，特別適合面向激光顯示、激光照明、激光加工等多個方面的應(yīng)用。本發(fā)明實施例提供的白光激光模組，將不同顏色的半導(dǎo)體激光器通過同一聚焦透鏡組聚焦，不再需要利用光纖進(jìn)行耦合。由于結(jié)構(gòu)簡單，對準(zhǔn)直的要求低，方便調(diào)節(jié)，成本低廉。本發(fā)明的白光激光模組，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，方便散熱，穩(wěn)定性好。根據(jù)本發(fā)明的白光激光模組，可實現(xiàn)高亮度、高功率、高穩(wěn)定性的白光激光輸出，特別適合面向顯示等應(yīng)用。
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。
[0015]圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的白光激光模組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明實施例提供的白光激光模組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3是本發(fā)明實施例的立體圖；
[0018]圖4是本發(fā)明實施例中設(shè)置有半導(dǎo)體激光器的基板示意圖。
[0019]圖5是本發(fā)明實施例中的白光激光模組輸出的白光的波長。
[0020]圖中各符號表示含義如下:
[0021]I'為多個半導(dǎo)體激光器，
[0022]2'為多個準(zhǔn)直透鏡，
[0023]3'為聚焦透鏡組，
[0024]4'為集束光纖，
[0025]I'A為紅光激光器，
[0026]I B為綠光激光器，
[0027]I C為藍(lán)光激光器。
[0028]20為多個半導(dǎo)體激光器，
[0029]21為多個準(zhǔn)直透鏡，
[0030]22為光束折轉(zhuǎn)器件，
[0031]23為聚焦透鏡組，
[0032]20A為N個紅光半導(dǎo)體激光器，
[0033]20B為L個綠光半導(dǎo)體激光器，
[0034]20C為M個藍(lán)光半導(dǎo)體激光器。
[0035]31為熱沉，
[0036]32為多個半導(dǎo)體激光器，
[0037]33為多個準(zhǔn)直透鏡，
[0038]34為光束折轉(zhuǎn)器件，
[0039]35為聚焦透鏡組，
[0040]32A為N個紅光半導(dǎo)體激光器，
[0041]32B為L個綠光半導(dǎo)體激光器，
[0042]32C為M個藍(lán)光半導(dǎo)體激光器，
[0043]41為熱沉，
[0044]42為多個半導(dǎo)體激光器，
[0045]43為電路板，
[0046]44為限位孔，
[0047]45為插針。
【具體實施方式】
[0048]為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實施例和附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標(biāo)記進(jìn)行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0049]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0050]如圖2所示，本發(fā)明實施例提供的一種白光模組，包括順次設(shè)置的多個半導(dǎo)體激光器20、多個非球面準(zhǔn)直透鏡21、兩個光束折轉(zhuǎn)器件22、一個聚焦透鏡組23，所述多個半導(dǎo)體激光器20與所述多個非球面準(zhǔn)直透鏡21相匹配，所述多個半導(dǎo)體激光器20共用所述一個聚焦透鏡組，所述多個半導(dǎo)體激光器按照順序排列方式分為L個半導(dǎo)體激光器20B、M個半導(dǎo)體激光器20C和N個半導(dǎo)體激光器20A，其中，所述L個半導(dǎo)體激光器20B發(fā)射出的激光通過各自的非球面準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直，經(jīng)過折轉(zhuǎn)器件22折轉(zhuǎn)，再經(jīng)過所述的聚焦透鏡組23聚焦；所述的M個半導(dǎo)體激光器20C發(fā)射出的激光通過各自的非球面準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直，經(jīng)過折轉(zhuǎn)器件22折轉(zhuǎn)，再經(jīng)過所述的聚焦透鏡組23聚焦；所述的N個半導(dǎo)體激光器20A發(fā)射出的激光通過各自的非球面準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直，經(jīng)過所述的聚焦透鏡組23聚焦。
[0051]如圖2所示，L個半導(dǎo)體激光器20B經(jīng)過L個非球面準(zhǔn)直透鏡后入射到光束折轉(zhuǎn)器件22上，通過光束折轉(zhuǎn)器件22將激光發(fā)射方向折轉(zhuǎn)后進(jìn)入聚焦透鏡組23 ;M個半導(dǎo)體激光器20C經(jīng)過M個非球面準(zhǔn)直透鏡后入射到光束折轉(zhuǎn)器件22上，通過光束折轉(zhuǎn)器件22將激光發(fā)射方向折轉(zhuǎn)后進(jìn)入聚焦透鏡組23 ;N個半導(dǎo)體激光器20A經(jīng)過N個非球面準(zhǔn)直透鏡后入射到聚焦透鏡組23。其中，由于多個激光器20發(fā)出的光束是平行的，在排列時多個激光器20之間具有一定的距離，因此多個光束之間也存在一定的距離，L個半導(dǎo)體激光器20B經(jīng)過L個非球面準(zhǔn)直透鏡后入射到光束折轉(zhuǎn)器件22上，通過光束折轉(zhuǎn)器件22將激光發(fā)射方向折轉(zhuǎn)后，使得L個半導(dǎo)體激光器20B間的發(fā)光間隙大大減小…個半導(dǎo)體激光器20C經(jīng)過M個非球面準(zhǔn)直透鏡后入射到光束折轉(zhuǎn)器件22上，通過光束折轉(zhuǎn)器件22將激光