一种光束耦合装置、激光光源、显示装置及照明装置制造方法及图纸

本申请公开了一种光束耦合装置、激光光源、显示装置及照明装置，其中，所述光束耦合装置在实现有波长重叠的两束激光的耦合的基础上，降低了光路中光学器件的数量，降低了光路成本；另外，所述匀场结构的剖面中不存在锐角结构，使得所述匀场结构的加工难度低，成品率高；并且从第一入射端面和第二入射端面入射的两束光在入射到匀场结构中即可匀场，匀场效果好；最后所述光束耦合装置的整体结构紧凑，体积较小且整体光路较短。

A beam coupling device, laser light source, display device and lighting device

【技术实现步骤摘要】
一种光束耦合装置、激光光源、显示装置及照明装置
本申请涉及激光应用
，更具体地说，涉及一种光束耦合装置、激光光源、显示装置及照明装置。
技术介绍
激光具有亮度高、波长宽度小、光学扩展量小等特点，在激光显示领域和激光照明领域具有广阔的应用前景。现有技术中，应用激光作为显示装置和照明装置的光源的方案主要包括以下两种：第一种方案是分别采用红色、绿色和蓝色激光光源输出红色、绿色和蓝色激光，这三色激光在混合后获得白光激光出射。在这种方案中，通常选择520nm左右波长的绿光、638nm左右波长的红光和465nm左右的蓝光，由于三色激光的波长固定，因此汇合得到的白光激光的色域固定。这种方案存在以下缺点：三个激光光源输出的激光的波长固定，这就决定了可实现的最大色域范围，当该色域范围大于标准色域范围，在实际应用中为了满足标准色域范围需要，在显示系统中对白光激光进行色彩管理，这会使得输出光亮度比混合前的白光激光的亮度减弱，降低了光源的光能利用率。第二种方案是采用蓝光照射波长转换装置，比如荧光粉材料，进而产生黄色光，再由黄色光分离出绿光和红光或者由蓝色光直接转换为绿光和红光，与原蓝光激光结合输入到显示装置中。该方案通过波长转换装置得到绿光和红光，所得到的色域范围要小于标准色域范围，而为达到标准色域范围要进行滤波，将其中影响色域的特定波长光滤除，而后输入显示装置，但同样的，对光线的滤波处理会使得输出光亮度比原始亮度减弱，同样会降低光源的光能利用率。从上述分析可知，上述两种方案都会造成光源的光能利用率不同程度的降低，因此，有研究人员采用红光、绿光和蓝光的三色混合激光和蓝色激光共同轰击波长转换装置产生出射光线的方案。这种方案产生的出射光线的色域范围可以通过比例调节实现不同的色域大小，以满足标准色域范围的要求，避免了对出射光线进行色彩管理或滤波而造成的能量损失，提升了光源的光能利用率。但在实际应用中发现，在采用三色混合激光和蓝色激光共同轰击波长转换装置的方案中，由于蓝色激光轰击波长转换装置后输出光光谱较宽，且非偏振态，无法采用波长合束或偏振合束方式实现与红绿蓝激光耦合。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本申请提供一种光束耦合装置，以实现蓝色激光轰击波长转换装置后与红绿蓝混合激光的耦合的目的。为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种光束耦合装置，应用于激光光源，所述光束耦合装置包括：匀场结构，所述匀场结构包括第一入射端面、第二入射端面、出射面和相对平行设置的第一封装面和第二封装面；其中，所述出射面与所述第一封装面和第二封装面均垂直设置；所述第一入射端面与所述第一封装面垂直连接，与所述第二入射端面的连接处为第一预设角度；所述第二入射端面与所述第二封装面连接，且所述第二入射端面与所述第二封装面的连接处为第二预设角度；所述第一预设角度和第二预设角度均大于90°。可选的，所述第一预设角度的取值范围为135°±10°；所述第二预设角度的取值范围为135°±10°。可选的，所述匀场结构为光棒。可选的，所述第一入射端面用于接收第一入射激光；所述第二入射端面用于将第二入射激光反射进所述匀场结构中；所述第一入射激光和第二入射激光进入所述匀场结构后，经过匀化整形处理后，从所述出射面出射。可选的，所述第一入射激光和第二入射激光具有部分波长重叠；当所述第一入射激光为蓝色激光通过波长转换装置生成的激光时，所述第二入射激光为红色、绿色和蓝色激光混合后的三原色激光或红色、绿色和蓝色激光中的一种或两种颜色激光混合后的部分颜色激光；当所述第一入射激光为红色、绿色和蓝色激光混合后的三原色激光或红色、绿色和蓝色激光中的一种或两种颜色激光混合后的部分颜色激光时，所述第二入射激光为与第一入射激光有波长重叠的激光。一种激光光源，包括：第一光源、第二光源、波长转换装置和如上述任一项所述的光束耦合装置；其中，所述第一光源用于发出第一入射激光；所述第二光源用于发出第二入射激光所述波长转换装置用于被所述第二入射激光照射后产生至少一种原色光；所述光束耦合装置用于将所述第一入射激光和所述波长转换装置产生的至少一种原色光汇合后输出。可选的，所述第一入射激光为红色、绿色和蓝色激光混合后的三原色激光或红色、绿色和蓝色激光中的一种或两种颜色激光混合后的部分颜色激光。可选的，所述第二入射激光为蓝色激光通过波长转换装置生成的激光。一种显示装置，包括如上述任一项所述的激光光源。一种照明装置，包括如上述任一项所述的激光光源。从上述技术方案可以看出，本申请提供了一种光束耦合装置、激光光源、显示装置及照明装置，其中，所述光束耦合装置的匀场结构包括第一入射端面和第二入射端面，且所述第一入射端面和第二入射端面的连接处为第一预设角度，使得第一入射端面和第二入射端面可以分别接收蓝色激光经过波长转换装置后的产生的光和红色、绿色和蓝色激光混合后的三原色激光的入射，分别从第一入射端面和第二入射端面入射的蓝色激光经过波长转换装置后的产生的光和红色、绿色和蓝色激光混合后的三原色激光在匀场结构中经过匀化整形处理后，从所述出射面出射，从而实现蓝色激光和三原色激光的耦合。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为现有技术中的光束耦合装置的结构示意图；图2为本申请的一个实施例提供的一种光束耦合装置的结构示意图；图3为本申请的另一个实施例提供的一种光束耦合装置的结构示意图；图4为本申请的一个实施例提供的一种激光光源的结构示意图；图5为本申请的一个实施例提供的一种波长转换装置的结构示意图；图6为蓝色激光经过波长转换装置后产生的激光的光谱图；图7为三原色激光的光谱图。具体实施方式正如
技术介绍
所述，现有技术中采用红光、绿光和蓝光的三色混合激光和蓝色激光共同轰击波长转换装置产生出射光线的方案中，由于蓝色激光轰击波长转换装置后输出光光谱较宽，且非偏振态，无法采用波长合束或偏振合束方式实现与红绿蓝激光耦合。为了解决这一问题，现有技术中采用如图1所示的方案来解决蓝色激光轰击波长转换装置后的激光与三原色激光无法耦合的问题。在图1所示的结构中，包括：两个一端为斜角的光棒1和光棒2，一束光从光棒1中入射，另一束光从光棒2中入射，光棒1和光棒2再对接到光棒3中，最终两个光束通过光棒1和光棒2耦合到光棒3中，经过光棒3的匀场整形处理后，从出射面出射。在这种方案中，由于采用了三根光棒，使得整个光路的结构复杂且成本较高；并且激光经过的界面数量较多，光能损失较大。另外，光棒1和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光束耦合装置，其特征在于，应用于激光光源，所述光束耦合装置包括：/n匀场结构，所述匀场结构包括第一入射端面、第二入射端面、出射面和相对平行设置的第一封装面和第二封装面；其中，/n所述出射面与所述第一封装面和第二封装面均垂直设置；/n所述第一入射端面与所述第一封装面垂直连接，与所述第二入射端面的连接处为第一预设角度；/n所述第二入射端面与所述第二封装面连接，且所述第二入射端面与所述第二封装面的连接处为第二预设角度；/n所述第一预设角度和第二预设角度均大于90°。/n

【技术特征摘要】
1.一种光束耦合装置，其特征在于，应用于激光光源，所述光束耦合装置包括：
匀场结构，所述匀场结构包括第一入射端面、第二入射端面、出射面和相对平行设置的第一封装面和第二封装面；其中，
所述出射面与所述第一封装面和第二封装面均垂直设置；
所述第一入射端面与所述第一封装面垂直连接，与所述第二入射端面的连接处为第一预设角度；
所述第二入射端面与所述第二封装面连接，且所述第二入射端面与所述第二封装面的连接处为第二预设角度；
所述第一预设角度和第二预设角度均大于90°。


2.根据权利要求1所述的光束耦合装置，其特征在于，所述第一预设角度的取值范围为135°±10°；
所述第二预设角度的取值范围为135°±10°。


3.根据权利要求1所述的光束耦合装置，其特征在于，所述匀场结构为光棒。


4.根据权利要求1所述的光束耦合装置，其特征在于，所述第一入射端面用于接收第一入射激光；
所述第二入射端面用于将第二入射激光反射进所述匀场结构中；
所述第一入射激光和第二入射激光进入所述匀场结构后，经过匀化整形处理后，从所述出射面出射。


5.根据权利要求4所述的光束耦合装置，其特征在于，所述第一入射激光和第二入射激光具有部分波长重叠；
当所述第一入射激光为蓝色激光通过波长转换装置生成的激...

【专利技术属性】
技术研发人员：高文宏，郭泽彬，张雪凯，王淼，赵博阳，
申请(专利权)人：北京镭创高科光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11