[实用新型]一种用于消除激光相干性的光纤及其激光投影仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光领域，尤其涉及一种消除激光相干性的光纤。

背景技术

通常，激光具有单色性和定向性。利用这种特性，激光被应用于各种领域，如光通信、精密仪器使用或显示等。其中，对于利用激光作为光源的显示系统和显示方法的研究尤其活跃。

但是，在利用激光作为光源进行图像显示时，由于激光较好的相干性导致激光散斑(也称为斑点噪声)的产生。激光散斑是在屏幕上随机产生局部亮度不均的现象，这种激光散斑会显著地降低图像显示质量，因此减少激光散斑是一项重要的任务。

现有技术中降低激光相干性进而减少激光散斑的一种办法是振动传输激光的介质，例如利用振动马达带动振动光纤束，在光纤束的出射端激光的相干性能够得到一定的降低，但是这样的装置结构复杂，部件多，维护不方便，且为动态装置运行起来噪声大。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种结构简单、静态调制的用于消除激光相干性的光纤。

本实用新型提供一种用于消除激光相干性的光纤，所述光纤包括包层和纤芯，所述包层围绕在所述纤芯的外侧，所述纤芯内部分布有多个折射率不均匀的区域。

如上所述的光纤，所述折射率不均匀的区域的尺寸为1-1000微米。

如上所述的光纤，所述纤芯的材料为石英。

如上所述的光纤，所述折射率不均匀的区域是熔融后凝固的石英。

如上所述的光纤，所述折射率不均匀区域的形状为圆形、椭圆形或方形。

如上所述的光纤，在所述包层外侧还包括保护层。

另一方面，本实用新型提供一种采用根据如上所述的光纤的三片式DMD激光投影仪。

又一方面，本实用新型提供一种采用根据如上所述的光纤的单片式DMD激光投影仪。

本实用新型的装置为光纤，其内层纤芯分布有折射率不均匀的区域，这些折射率不均匀的区域对入射其上的激光束产生散射作用并附加上随机相位，从而减弱激光的相干性。

附图说明

图1示例性的示出了根据本实用新型实施例的具有折射率不均匀区域的光纤101的结构及其制备原理；

图2A和图2B为激光束入射到折射率不均匀的区域时的光路变化示意图；

图3为根据本实用新型的用于消除激光相干性的光纤的工作原理示意图；

图4为采用根据本实用新型实施例1的用于消除激光相干性的光纤的三片式DMD(Digital Micromirror Device，数字微镜装置)激光投影仪的工作原理示意图；

图5为采用根据本实用新型实施例1的用于消除激光相干性的光纤的单片式DMD激光投影仪的工作原理示意图。

具体实施方式

实施例1：

图1示例性的示出了根据本实用新型实施例的具有折射率不均匀区域的光纤101的结构及其制备原理。如图1所示，光纤101由外层的包层(cladding)102和内层的纤芯(core)103组成，包层102包住纤芯103形成同心圆柱形状，纤芯103内部分布有多个折射率不均匀的区域105。光纤101为石英光纤，即光纤101的纤芯103由石英制成。在包层102的外面通常还有加强强度用的树脂保护层，图1中为了清晰示意，未画出树脂保护层。现有技术中普通光纤的纤芯折射率是均匀的，并且大于包层102的折射率，这样使得激光在纤芯103内直线传播并在纤芯103和包层102的界面反复发生全发射向前传播。与普通光纤的纤芯不同的是，根据本实用新型的光纤在纤芯103中所包含的若干折射率不均匀区域105，其可以由以会聚形式入射的外部激光104烧灼而成，外部激光104通常为大功率脉冲激光，例如脉冲CO2激光或脉冲紫外激光，将外部激光104的焦点定位在纤芯103某处，在焦点处由于能量密度足够大，在外部激光104的作用下，该处石英会受热熔融，而在包层部分，由于外部激光104的能量密度不够高，包层并不会熔融。纤芯103内熔融的石英凝固后，形成折射率与周围的纤芯的折射率有差别的折射率不均匀区域105。折射率不均匀区域105的尺寸约为1-1000微米，并且其内部折射率呈现无规分布，将外部激光104依照上述方法对纤芯103反复烧灼形成多个折射率不均匀的区域105。折射率不均匀区域105的形状不限于规则的圆形，可以是椭圆形、方形或其他任何不规则的形状。当然，应该理解，纤芯103中的折射率不均匀区域105也可以通过其它方式产生，或者在光纤制备时直接形成。