一种减小激光束相干性的装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于减小激光束相干性的装置，所述装置包括矩形腔，所述矩形腔具有第一、第二和第三壁，每个壁包括反射内表面，以及包括分束器的第四壁。第四壁配置为将至少一部分激光束透射到腔中以形成入射在第一壁上的输入激光束。第一壁配置为将输入激光束反射到第二壁上，第二壁配置为将输入激光束反射到第三壁上，第三壁配置为将输入激光束反射到第四壁上。第四壁配置为反射输入激光束的一部分以形成入射在第一壁上的进一步的输入激光束，并将输入激光束的另一部分透射出腔外以形成输出激光器光束。

【技术实现步骤摘要】
一种减小激光束相干性的装置
本说明书涉及一种用于减小激光束相干性的装置，具体涉及一种使用固定光学部件减小激光束相干性的装置。
技术介绍
激光通常用于图像投影，因为它们可以提供较窄的发射带宽和较高的亮度。然而，激光也倾向于具有高度相干性，这可能引起使用激光投影的图像中的光斑。这样的光斑可以表现为观众可见的伪像，从而降低投影图像的质量。为了减轻光斑，一些投影仪设计使用激光束的光路中的移动部件来减小光束的相干性并因此减少光斑。然而，这种移动部件倾向于容易发生机械磨损和故障。此外，许多这种部件倾向于增加可用于投影图像的激光束的光学扩展量。
技术实现思路
一种矩形腔，包含具有反射内表面的三个壁和包括分束器的第四壁，可用于产生附加模式，从而降低激光束的相干性。所述腔的壁和分束器相对于激光束是静止的，并且因此不受到通常影响移动光学部件的机械磨损和故障的影响。此外，这样的腔不会增加激光束的光学扩展量。在操作中，第四壁的分束器将激光束的一部分透射到腔中以形成输入激光束。所述输入激光束被三个反射壁反射回分束器，所述分束器将输入激光束的一部分透射到腔外以形成输出激光束的一部分。分束器还将输入激光束的另一部分反射回反射壁以形成附加输入激光束。这样，光束继续在三个反射壁和分束器之间循环，并且每当光束入射到分束器上时，光束的一部分被传出腔外以形成输出激光束的一部分。所述腔限定了从分束器延伸到第一壁、到第二壁、到第三壁并且回到分束器上的光路。所述光路可以是闭环。当光路的长度大于或等于激光束的相干长度时，所述腔可以产生附加模式，从而减小激光束的相干性。多个腔可以光学耦合在一起以增加可以产生的附加模式的数量。如果四个光学部件(即，三个反射壁和分束器)中的两个或更多个彼此围绕至少两个轴相互倾斜，则所述装置还可以围绕其传播轴旋转激光束。当光学部件以这种方式倾斜时，每当光束通过光路环路时，由所述通路产生的输出激光束，相对于由输入激光束的先前通路产生的输出激光束，围绕其传播轴，旋转给定的旋转位移。对于连续激光束，输出激光束可以是不同旋转朝向的各种输出激光束的组合。因此，所述装置可以增加激光束的旋转均匀性。在本说明书中，元件可以被描述为“被配置为”执行一个或多个功能或“配置为用于”这样的功能。通常，被配置为执行或配置为用于执行功能的元件能够执行所述功能，或者适合于执行所述功能，或适于执行所述功能，或者可操作地执行所述功能，或者能够执行所述功能。应当理解，为了本说明书的目的，“X，Y和Z中的至少一个”和“X，Y和Z中的一个或多个”的语言可以被解释为仅X，仅Y，仅Z，或X，Y，Z中两个或更多项的任意组合(例如，XYZ，XY，YZ，ZZ等)。类似的逻辑可以应用到出现的任何“至少一个...”和“一个或多个...”语言中的两个或更多项。本说明书的一个方面提供了一种用于减少激光束相干性的装置，所述装置包括：呈矩形的腔，所述腔包括：第一壁、第二壁和第三壁，每个包括反射内表面；以及包括分束器的第四壁。第四壁配置为将至少一部分激光束透射到腔中以形成入射在第一壁上的输入激光束。第一壁配置为将输入激光束反射到第二壁上。第二壁配置为将输入激光束反射到第三壁上；并且第三壁配置为将输入激光束反射到第四壁上。此外，第四壁还配置为反射输入激光束的第一部分以形成入射在第一壁上的进一步的输入激光束，并将输入激光束的第二部分透射出腔外以形成输出激光器光束。腔限定了从第四壁延伸到第一壁，到第二壁，到第三壁并返回到第四壁的光路。所述光路是闭环，并且光路的长度大于或等于激光束的相干长度。腔可以是正方形的。第四壁可以包括50/50分束器。进一步的输入激光束可以与输入激光束重合。所述装置还包括设置在光路中的一个或多个聚焦透镜。所述装置还包括：呈矩形的进一步的腔，所述进一步的腔包括：进一步的第一壁，进一步的第二壁和进一步的第三壁，每个壁包括相应的反射内表面；以及包括相应分束器的进一步的第四壁。进一步的腔还包括中间壁，所述中间壁包括相应的反射表面，中间壁设置在腔和进一步的腔之间。第四壁和进一步的第四壁彼此相对。中间壁与第一壁和进一步的第三壁平行，并且中间壁配置为将输出激光束反射到进一步的第四壁的外表面上。进一步的腔配置为接收输出激光束作为输入，并且产生进一步的输出激光束作为输出。中间壁可以置于第一壁和进一步的第三壁的公共平面上。进一步的腔可以是正方形的。由腔限定的光路的长度可以不同于由进一步的腔限定的进一步的光路的进一步的长度。所述装置还可以包括：附加装置，包括附加腔，附加的进一步的腔和附加中间壁。附加装置可以被定向以使得：附加中间壁与中间壁平行设置，中间壁的相应的反射表面面朝附加中间壁的相应的反射表面；并且进一步的腔可以被定向为引导进一步的腔输出的进一步的输出激光束入射到附加腔的附加第四壁上作为附加装置的相应输入。附加装置可以配置为接收进一步的输出激光束作为相应输入，并且产生附加输出激光束作为相应输出。根据本说明书的另一方面，提供了一种用于减少激光束相干性的装置，所述装置包括：第一反射器、第二反射器、第三反射器和分束器，其共同将光路限定成一个闭环。分束器配置为：透射激光束的第一部分以形成沿着光路朝向第一反射器的输入激光束；并且反射激光束的第二部分以形成沿输出方向的反射激光束。第一反射器配置为沿着光路将输入激光束反射到第二反射器；第二反射器配置为将从第一反射器反射的输入激光束沿着光路反射到第三反射器；并且第三反射器配置为将从第二反射器反射的输入激光束沿着光路并在输出方向反射到分束器。第一反射器和第三反射器中的一个或多个相对分束器的至少两个轴倾斜。分束器还配置为：透射从第三反射器反射的输入激光束的第三部分以形成沿输出方向的输出激光束；并且沿着光路朝第一反射器反射从第三反射器反射的输入激光束的第四部分。输出激光束具有围绕其传播轴的旋转方向，其相对于激光束围绕其相应传播轴的相应旋转方向位移了旋转位移。将360°除以旋转位移可以产生非零余数。分束器可以包括50/50分束器。光路的长度大于或等于激光束的相干长度。所述装置可以包括本说明书的每个方面的装置彼此光耦合，使得本说明书的一个方面的装置的输出激光束可用作本说明书的另一方面的装置的相应激光束。附图说明现在将参考附图，仅通过举例的方式，描述本说明书的一些实现方式，其中：图1示出，根据非限制性实现的，用于减少激光束相干性的装置。图2示出，根据非限制性实现的，用于减少激光束相干性的另一个装置。图3示出，根据非限制性实现的，用于减少激光束相干性的又一个装置。图4示出，根据非限制性实现的，用于减少激光束相干性的又一个装置。图5示出，根据非限制性实现的，用于减少激光束相干性的又一个装置。图6示出，根据非限制性实现的，用于减少激光束相干性的又一个装置。图7示出，根据非限制性实现的，用于减少相干性并增加激光束均匀性的装置。图8示出穿过图7装置的光束。图9示出由图7装置产生的第一输出光束。图10示出由图7装置产生的第二输出光束图11示出由图7装置产生的第三输出光束。图12示出由图7装置产生的第四输出光束。图13示出由图7装置产生的第五输出光束。图14示出由图7装置产生的五个输出光束的组合。图15示出图14所示的五个输出光束的组合的另一个视图。图16示出，根据非本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于减小激光束相干性的装置，所述装置包括：呈矩形的腔，所述腔包括：第一壁、第二壁和第三壁，每个壁包括反射内表面；以及包括分束器的第四壁；第四壁配置为将至少一部分激光束透射到腔中以形成入射在第一壁上的输入激光束；第一壁配置为将输入激光束反射到第二壁上；第二壁配置为将输入激光束反射到第三壁上；并且第三壁配置为将输入激光束反射到第四壁上；第四壁还配置为反射输入激光束的第一部分以形成入射在第一壁上的进一步的输入激光束，并将输入激光束的第二部分透射出腔外以形成输出激光束；并且所述腔限定了从第四壁延伸到第一壁、到第二壁、到第三壁并返回到第四壁的光路；所述光路是一个闭环，所述光路的长度大于或等于激光束的相干长度。

【技术特征摘要】
2016.09.30 US 15/2819651.一种用于减小激光束相干性的装置，所述装置包括：呈矩形的腔，所述腔包括：第一壁、第二壁和第三壁，每个壁包括反射内表面；以及包括分束器的第四壁；第四壁配置为将至少一部分激光束透射到腔中以形成入射在第一壁上的输入激光束；第一壁配置为将输入激光束反射到第二壁上；第二壁配置为将输入激光束反射到第三壁上；并且第三壁配置为将输入激光束反射到第四壁上；第四壁还配置为反射输入激光束的第一部分以形成入射在第一壁上的进一步的输入激光束，并将输入激光束的第二部分透射出腔外以形成输出激光束；并且所述腔限定了从第四壁延伸到第一壁、到第二壁、到第三壁并返回到第四壁的光路；所述光路是一个闭环，所述光路的长度大于或等于激光束的相干长度。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述腔是正方形的。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述第四壁包括50/50分束器。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述进一步的输入激光束与所述输入激光束基本重合。5.根据权利要求1所述的装置，进一步包括设置在所述光路中的一个或多个聚焦透镜。6.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：呈矩形的进一步的腔，所述进一步的腔包括：进一步的第一壁、进一步的第二壁和进一步的第三壁，每个壁包括相应的反射内表面；以及包括相应分束器的进一步的第四壁；以及中间壁，所述中间壁包括相应的反射表面，所述中间壁设置在所述腔和所述进一步的腔之间；所述第四壁和所述进一步的第四壁彼此相对；并且所述中间壁与所述第一壁和所述进一步的第三壁平行，所述中间壁配置为将输出激光束反射到所述进一步的第四壁的外表面上；其中所述进一步的腔配置为接收输出激光束作为输入，并且产生进一步的输出激光束作为输出。7.根据权利要求6所述的装置，其中所述中间壁设置于所述第一壁和所述进一步的第三壁的公共平面上。8.根据权利要求6所述的装置，其中所述进一步的腔是正方形的。9.根据权利要求6所述的装置，其中由所述腔限定的光路的长度不同于由所述进一步的腔限定的进一步的光路的进一步的长度。10.根据权利要求6所述的装置，还包括：根据权利要求6所述的附加装置，所述附加装置包括附加腔、附加的进一步的腔和附加中间壁，所述附加装置相对于权利要求6的装置被定向以使得：所述附加中间壁被设置为与所述中间壁基本平行，所述中间壁的相应反射表面朝向所述附加中间壁的相应反射表面；并且所述进一步的腔定向为引导进一步的腔输出的进一步的输出激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·罗伯特·阿德马，约瑟夫·马，
申请(专利权)人：美国科视数字系统公司，
类型：发明
国别省市：美国,US