一种基于波长调谐激光器的多基色激光显示装置论文和设计-董天浩

全文摘要

本实用新型公开了一种基于波长调谐激光器的多基色激光显示装置，包括可调谐绿光激光光源模组、多波长红蓝激光光源模组、红绿蓝匀场消相干模组、第一反射镜、第二反射镜、红绿蓝空间光调制器、时序调制模组、合束模组、投影镜头和屏幕，所述可调谐绿光激光光源模组利用1.0μm波段波长调谐激光光源，通过放大和倍频获得可调谐绿光光源，本实用新型结构科学合理，使用安全方便，本装置包含的可调谐绿光激光光源模组可以根据需要在线配置绿光调谐的波长个数、波长扫描调谐周期和功率大小的参数，弥补了现有绿光激光器种类过少、功率和波长不能在线周期调谐的不足，适用于激光显示领域。

主设计要求

1.一种基于波长调谐激光器的多基色激光显示装置，其特征在于：包括可调谐绿光激光光源模组、多波长红光激光光源模组、多波长蓝光激光光源模组、红光匀场消相干模组、绿光匀场消相干模组、蓝光匀场消相干模组、第一反射镜、第二反射镜、红光空间光调制器、绿光空间光调制器、蓝光空间光调制器、时序调制模组、合束模组、投影镜头和屏幕；所述可调谐绿光激光光源模组包括1.0μm波段的波长调谐激光光源、激光放大器和倍频装置，所述波长调谐激光光源发出基频光，通过激光放大器放大到所需功率，然后经过倍频装置得到波长调谐倍频绿光，作为多基色显示光源；所述多波长红光激光光源模组一侧连接有红光匀场消相干模组，所述红光匀场消相干模组一侧连接有第一反射镜，所述第一反射镜连接有红光空间光调制器，所述红光空间光调制器连接有合束模组，所述1.0μm波段波长调谐激光器一侧连接有激光放大器，所述激光放大器一侧连接有倍频装置，所述倍频装置一侧连接有绿光匀场消相干模组，所述绿光匀场消相干模组一侧连接有绿光空间光调制器，所述绿光空间光调制器一侧连接有合束模组，所述多波长蓝光激光光源模组一侧连接有蓝光匀场消相干模组，所述蓝光匀场消相干模组一侧连接有第二反射镜，所述第二反射镜连接有蓝光空间光调制器，所述蓝光空间光调制器连接有合束模组，所述时序调制模组分别连接有多波长红光激光光源模组、1.0μm波段波长调谐激光器、多波长蓝光激光光源模组、红光空间光调制器、绿光空间光调制器和蓝光空间光调制器，所述合束模组一侧连接有投影镜头，所述投影镜头一侧连接有屏幕。

设计方案

所述可调谐绿光激光光源模组包括1.0μm波段的波长调谐激光光源、激光放大器和倍频装置，所述波长调谐激光光源发出基频光，通过激光放大器放大到所需功率，然后经过倍频装置得到波长调谐倍频绿光，作为多基色显示光源；

所述多波长红光激光光源模组一侧连接有红光匀场消相干模组，所述红光匀场消相干模组一侧连接有第一反射镜，所述第一反射镜连接有红光空间光调制器，所述红光空间光调制器连接有合束模组，所述1.0μm波段波长调谐激光器一侧连接有激光放大器，所述激光放大器一侧连接有倍频装置，所述倍频装置一侧连接有绿光匀场消相干模组，所述绿光匀场消相干模组一侧连接有绿光空间光调制器，所述绿光空间光调制器一侧连接有合束模组，所述多波长蓝光激光光源模组一侧连接有蓝光匀场消相干模组，所述蓝光匀场消相干模组一侧连接有第二反射镜，所述第二反射镜连接有蓝光空间光调制器，所述蓝光空间光调制器连接有合束模组，所述时序调制模组分别连接有多波长红光激光光源模组、1.0μm波段波长调谐激光器、多波长蓝光激光光源模组、红光空间光调制器、绿光空间光调制器和蓝光空间光调制器，所述合束模组一侧连接有投影镜头，所述投影镜头一侧连接有屏幕。

2.根据权利要求1所述的一种基于波长调谐激光器的多基色激光显示装置，其特征在于：所述波长调谐激光光源可以由半导体电流调谐和光纤激光器调谐的方式实现，所述波长调谐激光光源可以根据需要配置波长个数和扫描周期的参数。

3.根据权利要求1所述的一种基于波长调谐激光器的多基色激光显示装置，其特征在于：所述激光放大器不限于光纤放大器，所述激光放大器包括N个半导体泵浦源、泵浦合束器、掺镱光纤、第一隔离器和第二隔离器，所述激光放大器用于放大1.0μm波段的可调谐基频光，所述激光放大器可以在线配置放大功率参数。

4.根据权利要求1所述的一种基于波长调谐激光器的多基色激光显示装置，其特征在于：所述倍频装置为宽带倍频晶体，所述宽带倍频晶体带有温控装置，所述宽带倍频晶体为三硼酸锂晶体，所述温控装置为采用反馈控制的半导体制冷片和热炉。

5.根据权利要求1所述的一种基于波长调谐激光器的多基色激光显示装置，其特征在于：所述多波长红、蓝激光光源模组包括周期性排布的红、蓝半导体激光光源所述周期性排布的红、蓝半导体激光光源输出的红、蓝激光中心波长不同。

6.根据权利要求1所述的一种基于波长调谐激光器的多基色激光显示装置，其特征在于：所述时序调制模组根据输入的信号控制空间光调制器和激光光源模组，所述时序调制模组直接控制激光模组的驱动信号，调制所述激光模组脉冲输出模式，所述空间光调制器为数字式微镜器件，由空间光调制器调制后合束进入投影镜头获得激光显示图像。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及激光投影显示技术领域，具体为一种基于波长调谐激光器的多基色激光显示装置。

背景技术

激光显示技术以其色域宽广、亮度高、饱和度高以及可以更真实再现自然界多姿多彩的颜色世界等优点日益受到人们的关注，三基色激光显示技术采用红绿蓝三基色激光作为显示光源，可以实现前所未有的显示色域，解决了显示技术领域长期以来悬而未决的大色域色彩再现的难题，但是三基色激光显示体制还未能充分挖掘激光显示的色域优势，因此需要采用多基色激光显示新体制，更加真实地再现自然世界的丰富多彩，多基色激光显示体制可以进一步扩大色域覆盖率，而且可以降低散斑对比度，是激光显示一个重要的发展方向，还可以与立体投影显示相结合，具有广阔的应用前景，目前激光显示光源主要由半导体激光器提供，可见光激光器相较于通信波段和 1.0μm波段的激光器发展较为缓慢，尤其是绿光激光器更是严重不足，波长在线调谐难，阻碍了激光显示的进一步发展，所以，人们急需一种新型基于波长调谐激光器的多基色激光显示装置来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于波长调谐激光器的多基色激光显示装置，可以有效解决上述背景技术中提出的问题。它以1.0μm波段波长调谐激光器经过放大和倍频获得可调谐绿色激光和多波长红、蓝半导体激光器组成多基色显示光源，可以根据需要在线配置绿光调谐的波长个数、波长扫描调谐周期和功率大小的参数，弥补了现有绿光激光器种类过少、功率和波长不能在线周期调谐的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于波长调谐激光器的多基色激光显示装置，包括可调谐绿光激光光源模组、多波长红光激光光源模组、多波长蓝光激光光源模组、红光匀场消相干模组、绿光匀场消相干模组、蓝光匀场消相干模组、第一反射镜、第二反射镜、红光空间光调制器、绿光空间光调制器、蓝光空间光调制器、时序调制模组、合束模组、投影镜头和屏幕；

优选的，所述波长调谐激光光源可以由半导体电流调谐和光纤激光器调谐的方式实现，所述波长调谐激光光源可以根据需要配置波长个数和扫描周期的参数。

优选的，所述激光放大器不限于光纤放大器，所述激光放大器包括N个半导体泵浦源、泵浦合束器、掺镱光纤、第一隔离器和第二隔离器，所述激光放大器用于放大1.0μm波段的可调谐基频光，所述激光放大器可以在线配置放大功率参数。

优选的，所述倍频装置为宽带倍频晶体，所述宽带倍频晶体带有温控装置，所述宽带倍频晶体为三硼酸锂晶体，所述温控装置为采用反馈控制的半导体制冷片和热炉。

优选的，所述多波长红、蓝激光光源模组包括周期性排布的红、蓝半导体激光光源，所述周期性排布的红、蓝半导体激光光源输出的红、蓝激光中心波长不同。

优选的，所述时序调制模组根据输入的信号控制空间光调制器和激光光源模组，所述时序调制模组直接控制激光模组的驱动信号，调制所述激光模组脉冲输出模式，所述空间光调制器为数字式微镜器件，由空间光调制器调制后合束进入投影镜头获得激光显示图像。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：本实用新型结构科学合理，使用安全方便：

1、通过扫描调谐的方案，弥补了现有绿光激光器种类的不足，提供了一种可调谐的绿光多基色显示光源。

2、可调谐绿光显示光源可以根据需要在线配置绿光调谐的波长个数、波长扫描调谐周期和功率大小的参数，方便获得多个绿色基色，真正实现多基色显示。

3、多基色激光光源，提高了色域覆盖率，使显示图像可以更真实地再现自然界多姿多彩的颜色世界。

4、多基色激光显示，由于采用多基色激光光源，可以降低散斑对比度，获得更好的显示效果。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

在附图中：

图1是本实用新型一种基于波长调谐激光器的多基色激光显示装置示意图；

图2是本实用新型可调谐绿光激光光源模组中激光放大器示意图；

图中标号：1、多波长红光激光光源模组；2、可调谐绿光激光光源模组； 201、1.0μm波段波长调谐激光器；202、激光放大器；203、倍频装置；3、多波长蓝光激光光源模组；4、红光匀场消相干模组；5、绿光匀场消相干模组；6、蓝光匀场消相干模组；7、第一反射镜；8、第二反射镜；9、红光空间光调制器；10、绿光空间光调制器；11、蓝光空间光调制器；12、时序调制模组；13、合束模组；14、投影镜头；15、屏幕；16、第一隔离器；17、第二隔离器；18、第一个半导体泵浦源；19、第二个半导体泵浦源；20、第三个半导体泵浦源；21、第四个半导体泵浦源；22、第N-1个半导体泵浦源； 23、第N个半导体泵浦源；24、泵浦合束器；25、掺镱光纤。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例：如图1-2所示，本实用新型提供一种技术方案，一种基于波长调谐激光器的多基色激光显示装置，包括多波长红光激光光源模组1、可调谐绿光激光光源模组2、多波长蓝光激光光源模组3、红光匀场消相干模组4、绿光匀场消相干模组5、蓝光匀场消相干模组6、第一反射镜7、第二反射镜 8、红光空间光调制器9、绿光空间光调制器10、蓝光空间光调制器11、时序调制模组12、合束模组13、投影镜头14和屏幕15，可调谐绿光激光光源模组2包括1.0μm波段波长调谐激光器201、激光放大器202和倍频装置203。

1.0μm波长调谐激光光源201发出1.0μm波段基频光，通过激光放大器 202放大到所需功率，然后经过倍频装置203得到波长调谐倍频绿光，作为多基色显示绿色光源，波长调谐激光光源可以由半导体电流调谐和光纤激光器调谐的方式实现，可以根据需要配置波长个数和扫描周期参数，激光放大器202放大方式不限于光纤放大器，可以在线配置放大功率参数，本实施例采用光纤放大方式，光纤放大包括第一隔离器16、第二隔离器17、第一个半导体泵浦源18、第二个半导体泵浦源19、第三个半导体泵浦源20、第四个半导体泵浦源21、第N-1个半导体泵浦源22、第N个半导体泵浦源23、泵浦合束器24和掺镱光纤25，第一隔离器16和第二隔离器17是使光的传输具有单相性，防止光反射回原器件，第一个半导体泵浦源18、第二个半导体泵浦源19、第三个半导体泵浦源20、第四个半导体泵浦源21、第N-1个半导体泵浦源22和第N个半导体泵浦源23通过泵浦合束器24，将泵浦光输入到掺镱光纤25，完成对1.0μm波段信号光的放大，放大后的基频光，输入到倍频装置203，其主要由带有温控装置的宽带倍频晶体三硼酸锂晶体(LBO) 组成，得到可调谐倍频绿光，其调谐速度与时序调制模组12的时序控制时间相匹配。

可调谐绿光激光光源模组2与多波长红光激光光源模组1和多波长蓝光激光光源模组3作为多基色显示的光源，多波长红光激光光源模组1和多波长蓝光激光光源模组3包括周期性排布的红、蓝半导体激光光源其输出的红蓝激光中心波长不同，然后分别经过红光匀场消相干模组4、绿光匀场消相干模组5和蓝光匀场消相干模组6，同时实现对光束匀场整形和抑制激光的时间和空间相干性所引起的散斑，然后红蓝激光由第一反射镜7和第二反射镜8等必要的光学传输元件，改变传输方向，使得红绿蓝激光都经过红光空间光调制器9、绿光空间光调制器10和蓝光空间光调制器11，红光空间光调制器9、绿光空间光调制器10和蓝光空间光调制器11受时序调制模组12根据外部输入信号的控制，此外时序调制模组12还直接控制激光模组的驱动信号，调制激光模组脉冲输出模式，调制后的光进入合束模组13，合束可以采用X棱镜、分色镜和光纤耦合多种合束方案，本实施例是采用X棱镜合束，最终形成显示图像，入射到投影镜头14，投射到屏幕15。

本实用新型通过扫描调谐的方案，弥补了现有绿光激光器种类的不足，提供了一种可调谐的绿光多基色显示光源，可调谐绿光显示光源可以根据需要在线配置绿光调谐的波长个数、波长扫描调谐周期和功率大小的参数，方便获得多个绿色基色，真正实现多基色显示，多基色激光光源，提高了色域覆盖率，使显示图像可以更真实地再现自然界多姿多彩的颜色世界，多基色激光显示，由于采用多基色激光光源，可以降低散斑对比度，获得更好的显示效果。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

一种基于波长调谐激光器的多基色激光显示装置论文和设计

一种基于波长调谐激光器的多基色激光显示装置论文和设计-董天浩

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