[发明专利]一种低散斑激光光源以及投影装置

说明书

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种低散斑激光光源以及包含该低散斑激光光源的投影装置。

背景技术

在投影光学系统中，由于激光的单色性好、色纯度高、按三色合成原理，在色度图上有最大的色三角形区域，因而它有其它光源所不可比拟的优势。但是，当相干性极好的激光光源照射光学粗糙表面时(屏幕)，屏幕表面可以分为很多个表面单元，各单元反射的光会存在相位差，在空间相遇会发生干涉，形成具有无规则分布的颗粒状结构的散斑图样。散斑的存在会导致图像信息内容部分缺失，而且会降低图像的分辨率，对于激光显示来说，散斑对比度需要抑制到4％以下，人眼系统才无法分辨。因此，散斑是降低图像质量和分辨率的主要因素，也是制约投影机发展的因素之一。

现有的激光散斑抑制的方法主要有：

一、通过使屏幕移动抑制散斑，采用将屏幕迅速前后运动或者转动，运动的量足够大就能对散斑进行抑制。如果要将散斑抑制为原先的1/10，需要屏幕在一帧图像的时间内运动35cm，或者是在一帧时间内将屏幕旋转0.4°。该种方法在能耗、噪声等方面依旧存在缺陷，而且使屏幕运动一定距离或转动一定角度，对于投影系统过于复杂，很难实现。

二、利用单光纤或纤维束照明等来降低激光相干性从而减弱散斑。光纤扰动会扰乱激光光束在光纤中的传输，降低光纤输出光束的相干性，而且旋转的光纤也会对激光光源的匀光有一定作用。该种方法在实际应用中会使结构复杂化，而且消散斑装置会过大，严重影响系统体积，而且对激光光效损失很大，并且光纤的本身价格昂贵。

三、用旋转散射片进行消散斑，常见的散射片为毛玻璃，光透过毛玻璃后会分割为多个子光束，各个子光束经过运动的散射片后的相位是随机的，不具备相关性，在眼睛的积分时间内将会观察到数个不相关的散斑图案，从而获得散斑抑制。毛玻璃的透射率比较低，目前常用衍射光学元件(DOE)代替毛玻璃。驱动散射片运动需要电机，这也会增加整个系统的复杂性和功耗，而且可能会产生一定的噪声。

现有的激光散斑抑制的方法都会使得光路系统复杂化，因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明提供了一种低散斑激光光源，其可以发出低相干性的激光光源，可以有效地抑制激光散斑的对比度。

为了实现上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种低散斑激光光源，其中，所述低散斑激光光源包括封装在壳体内的多个半导体激光器，所述多个半导体激光器呈M行×N列的阵列排布；其中，M 和N均为整数，且M≥1，N≥2。

优选地，每一行的N个半导体激光器是连为一体的bar条激光器管芯。

优选地，所述半导体激光器为脊形结构的半导体激光器。

优选地，所述半导体激光器的脊形波导的宽度为1～100μm。

优选地，所述半导体激光器的脊形波导的宽度为1～50μm。

优选地，每一行半导体激光器中，任意相邻的两个半导体激光器管芯的脊形波导之间的间距为8～500μm。

优选地，每一行半导体激光器中，任意相邻的两个半导体激光器管芯的脊形波导之间的间距为20～500μm。

优选地，M和N的取值范围是：5≤M≤10，10≤N≤20。

优选地，所述半导体激光器为氮化镓基激光器，其包括GaN衬底以及在GaN 衬底上依次外延生长的N型GaN电极接触层、N型AlGaN光限制层、N型 AlInGaN波导层、发光有源区、P型AlInGaN波导层、P型AlGaN光限制层和 P型GaN电极接触层。

本发明还提供了一种投影装置，其包括光源、成像芯片、投影镜头和投影屏幕，其中，所述光源为上所述的低散斑激光光源。

本发明实施例提供的低散斑激光光源，其中封装有多个在二维平面排列组合(M行×N列)的半导体激光器，多个半导体激光器发出的光束在时间和空间上都是相互独立的，其相干性被大大降低，由此该低散斑激光光源可以发出低相干性的激光。该低散斑激光光源用于作为投影装置的光源，可以源头上有效地抑制激光散斑的对比度，相比于现有技术其消除散斑的效果更佳并且避免了光路系统复杂化。

附图说明

图1为本发明实施例提供的低散斑激光光源的结构示意图；

图2为本发明优选的实施例提供的低散斑激光光源的结构示意图；

图3为本发明另一优选的实施例提供的低散斑激光光源的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的半导体激光器的结构示意图；