一种多光束相位扰动装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及多光束相位扰动装置，包括多芯光纤、扰动器、绕线轴、压片；其特征在于：绕线轴为圆柱形状卷线轴，绕线轴侧面与轴垂直方向上设有凹槽，多芯光纤顺着绕线轴环绕在凹槽内，压片为拱桥形，压片将多芯光纤固定到扰动器上；扰动器为振动源带动用压片固定的多芯光纤规律性地左右或上下抖动。结构简单，可以同时对多波长，多束光进行优化；光能利用率高；不改变激光光源的线宽，不改变光纤输出发散角；灵活使用。

【技术实现步骤摘要】
一种多光束相位扰动装置
本技术涉及一种多光束相位扰动装置，属于激光应用

技术介绍
眼睛是人类获取信息的主要感知器官，基于不同原理和技术的各类显示器是信息的主要呈现形式。激光作为显示光源，由于其良好的单色性、方向性、亮度大、波长谱线丰富等特点，具有其他光源不可比拟的优点。目前，受限制于激光二极管的光功率，大流明激光显示中一般采用光纤耦合的方法，将多个准直后的红、绿、蓝激光二极管经光纤束集成到一起，实现高功率照明。但是由于激光在光纤中传播过程会被分成若干束频率相同的激光，它们在空间某个区域内重叠，导致输出区域内能量分布并不均匀，存在大量的能量峰谷值，这导致显示图像中存在干扰噪声，严重影响成像质量，降低图像对比度和分辨率，也阻碍激光显示真正实用化。围绕这个关键难题已有许多研究者进行大量研究，并提出多种方法来消除能量峰谷值。目前，普遍采用的匀化方法是在光纤输出端加入毛玻璃来匀化光束，该技术利用毛玻璃的喷砂表面增强激光散射，使能量峰谷值尺寸更小，分布密度提高，但并不能消除能量峰谷值，而且毛玻璃会对入射激光能量造成较大的损耗，降低光源利用率，并且经过毛玻璃后激光的发散角变大，降低了能量集中度。中国专利CN103955063A公开的«光束均匀化方法及光束均匀化装置»是在入射光束的传播路径上设置大量的分光膜，对入射光束进行重新分配，从而转换为均匀分布的出射光束，此方法光路极其复杂，精确的角度要求，造成调节及加工非常困难，而且多个分光面，导致系统存在很大的不稳定性。中国专利CN107153277A公开的«一种基于波长多样性的激光消散斑装置»是将入射光先通过散射片发散，然后耦合进方形匀光管中，在方形匀光管内设有增益介质和微/纳米散射体，使入射光在方形匀光管内壁之间反射的方法，实现匀场整形，此方法通过增益介质拓宽了激光线宽，这种情况引起的波长线宽为几个纳米，不足以根除激光束的峰谷值，改变入射光源的光谱纯度，对于某些要求谱线宽度的应用（如激光诱导荧光）有所限制，并且目前技术实现难度较大，成本也会非常高。能够同时实现多光束高功率照明，并尽量降低或消除能量峰谷值，一直是激光投影显示及生物检测等领域的技术难题，也是限制其实用化的瓶颈之一。如能够将二者一体化、做到结构紧凑，将具有更重要的意义和实用价值。
技术实现思路
针对现有光纤输出激光能量存在大量峰谷值的问题，本技术的目的在于提供一种多光束相位扰动装置及方法，是可以同时对多波长，多束光消除能量峰谷值，满足激光作为光源的高质量要求；其将多路激光耦合到多芯光纤中，可使多路激光同时光纤输出，并且每路激光的效率优于95%；让多芯光纤至少有一段产生弯曲状态，实现对多芯光纤内全反射光的动态调制，使光纤内的激光模式达到相对均匀的分配，同时由扰先动器带动多芯光纤左右或上下抖动，使多支光束相位随之变化，从而消除输出光场中的能量峰谷值。本技术的技术方案是这样实现的：多光束相位扰动装置，包括多芯光纤、扰动器、绕线轴、压片；其特征在于：绕线轴为圆柱形状卷线轴，绕线轴侧面与轴垂直方向上设有凹槽，多芯光纤顺着绕线轴环绕在凹槽内，压片为拱桥形，压片将多芯光纤固定到扰动器上；扰动器设置在两个绕线轴之间，扰动器为振动源带动用压片固定的多芯光纤规律性地左右抖动。所述多芯光纤为石英系光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层石英芯光纤、全塑料光纤或氟化物光纤。所述多芯光纤端面镀膜或不镀膜。所述多芯光纤接头为FC接头或SMA905接头。所述扰动器为电动振动器，气动振动器或液动振动器。所述压片为聚四氟薄片、塑料薄片或金属薄片。本技术的积极效果是采用多芯光纤，可以同时对多波长，多束光进行优化，并且可用光波范围广；将激光直接耦合进光纤，不存在复杂调试过程，光能利用率高；不改变光纤输出发散角；不改变激光光源的线宽，光谱纯度高；无需光纤对接，优化效果高效且稳定；光纤弯曲方式多样，灵活使用；装置结构简单，系统紧凑，利于集成；制造成本及制造难度低，可实现批量生产。附图说明图1为多芯光纤、扰动器、绕线轴、压片的位置示意图。其中，多芯光纤1；扰动器2；绕线轴3；压片4。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步说明，如图1所示，多光束相位扰动装置，包括多芯光纤、扰动器、绕线轴、压片；其特征在于：绕线轴为圆柱形状卷线轴，绕线轴侧面与轴垂直方向上设有凹槽，多芯光纤顺着绕线轴环绕在凹槽内，压片为拱桥形，压片将多芯光纤固定到扰动器上；扰动器设置在两个绕线轴之间，扰动器为振动源带动用压片固定的多芯光纤规律性地左右抖动。所述多芯光纤为石英系光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层石英芯光纤、全塑料光纤或氟化物光纤。所述多芯光纤端面镀膜或不镀膜。所述多芯光纤接头为FC接头或SMA905接头。所述扰动器为电动振动器，气动振动器或液动振动器。所述压片为聚四氟薄片、塑料薄片或金属薄片。如图1所示选择多芯光纤1为3个200um芯径的合束光纤，其中多芯光纤1长度为15m，弯曲弧长为16-17cm，弯曲弧长个数为16个，多芯光纤1端面镀有400-700nm增透膜。多芯光纤1接头是SMA905接头。扰动器2为上下抖动的电动平台。扰动器2抖动幅度为1mm；扰动器2配备24V直流电源。塑料绕线轴3直径为10cm，数量为2个，压片4为2个聚四氟薄片。使用时将532nm激光、589nm激光和639nm激光分别耦合到多芯光纤1中，此多芯光纤为3个200um芯径的合束光纤；将多芯光纤1顺着绕线轴3环绕，使产生弯曲状态，弯曲弧长为绕线轴3的半径的π倍，使多芯光纤1内的激光模式达到相对均匀的分配；在带有弧度的多芯光纤1上对称取两点，用压片4将盘好的多芯光纤1固定在扰动器2上，由扰动器2带动固定多芯光纤1的压片4左右或上下抖动，从而使多支光束相位随之变化，实现在多芯光纤1出射端口消除能量峰谷值。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多光束相位扰动装置，包括多芯光纤、扰动器、绕线轴、压片；其特征在于：绕线轴为圆柱形状卷线轴，绕线轴侧面与轴垂直方向上设有凹槽，多芯光纤顺着绕线轴环绕在凹槽内，压片为拱桥形，压片将多芯光纤固定到扰动器上；扰动器为振动源带动用压片固定的多芯光纤规律性地左右或上下抖动。

【技术特征摘要】
1.多光束相位扰动装置，包括多芯光纤、扰动器、绕线轴、压片；其特征在于：绕线轴为圆柱形状卷线轴，绕线轴侧面与轴垂直方向上设有凹槽，多芯光纤顺着绕线轴环绕在凹槽内，压片为拱桥形，压片将多芯光纤固定到扰动器上；扰动器为振动源带动用压片固定的多芯光纤规律性地左右或上下抖动。2.根据权利要求1所述的多光束相位扰动装置，其特征在于所述多芯光纤为石英系光...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦微，陈晴，任广胜，王彦，赵越，肖辉东，郑权，邓岩，
申请(专利权)人：长春新产业光电技术有限公司，
类型：新型
国别省市：吉林,22