【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种降低激光源散斑对比度的技术，尤其涉及一种通过机械和电子调制基于光栅外腔光反馈结构的半导体激光器来降低散斑对比度的装置及方法。
技术介绍
1、激光显示技术因它的色域范围大、亮度高、维护成本低等特点，是最具发展潜力的新一代显示技术。但由于激光本身的高相干性所产生的散斑问题阻碍着激光显示技术的进一步应用。
2、激光散斑是由于激光束在显示屏幕上的随机干涉引起的随机强度图样，对于显示来说会降低图像的分辨率和对比度，导致图像信息丢失，引起眼花和眼疲劳等问题，是激光显示技术中需要解决的关键问题之一。
3、抑制激光散斑主要有两种思路：其一是通过各种光机组件，改变激光器出射的激光束的相干性，如通过振动匀光片、光导管、多模光纤和消偏振屏等手段；其二是在激光器源头上降低激光的相干性，如研制宽带激光光源、多波长混频、简并腔激光器等技术。
4、其中，通过光学机械结构的方法势必需要多种光学机械元件相配合，一般会增加系统的体积和复杂性。而若在光源上进行改进就要保证激光的基本输出功率、效率、以及它的体积和成本，才有可能满足实际生产应用场景。
5、目前，针对低散斑激光光源的研制主要在于以下几个途径：首先是改变激光束的光谱特性，也就是增加输出激光的光谱宽度，或者使用多个波长的激光进行合束；或者在时域和激光束空间模式上进行改进，以期产生适当的振幅波动或者更均匀的空间模式分布从而降低激光器的时间和空间相干性。然而，上述技术手段往往无法完全兼顾体积、成本、功率和能量转换效率。如目前商用化的宽带激光光源主要
6、近年来，基于光反馈的各类激光器已被应用在通信、传感、以及各种实验性应用中。其中，通过合理设计光反馈结构已经能实现激光器的混沌输出，而混沌波形这种在时域上非规律的信号有益于抑制激光的散斑。另一方面，基于光栅外腔光反馈结构的半导体激光器已被用于生成窄线宽的可见光激光光源，且其具有结构简单，功率、效率高，成本低等特点故受到广泛的关注。所以，基于光栅外腔光反馈结构设计并实现一种低散斑对比度的激光光源势必在经济性和实用性上有独特的优势。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种降低激光源散斑对比度的装置及方法。
2、第一方面，本专利技术提供了一种降低激光源散斑对比度的装置，包括半导体激光器、第一透镜、衍射光栅、第二透镜、多模光纤和光导管。
3、所述半导体激光器的输出光通过第一透镜准直后入射至所述衍射光栅，所述的衍射光栅用于对激光的输出波长和模式进行周期性地调节，继而在光谱层面降低激光的散斑；
4、所述第二透镜用于对光栅衍射光束汇聚，汇聚后的光束入射至所述光导管。
5、第二方面，本专利技术提供了一种降低激光源散斑对比度的测试装置，包括前述的降低激光源散斑对比度的装置，还包括投影镜头、屏幕和相机；光导管的出射光经所述投影镜头投射在所述屏幕上；相机以模拟人眼进行散斑采样。
6、第三方面，本专利技术提供了一种降低激光源散斑对比度的方法，前述的降低激光源散斑对比度的装置，具体是：
7、对激光器的电流设置调制信号，使激光器输出光谱展宽；
8、对压电陶瓷施加周期性方波调制信号，从而带动衍射光栅实现角度变化，使出射激光束与光栅的衍射角在10.6°～10.8°之间周期性变化，实现多波长的振荡输出；
9、将第二透镜置于衍射光栅的1级衍射光的光路上，水平/竖直调节多模光纤入射段，使它的出射光斑为均匀的圆形光斑；
10、水平/竖直调整多模光纤出射端，使得从光导管出射的光束呈现x/y轴对称分布的复数个六边形光斑图案；输出光路经过多模光纤及光导管的匀光将进一步降低散斑对比度。
11、本专利技术的有益效果：
12、第一、本专利技术通过振动调节外腔激光器的衍射光栅的方法即能对输出波长进行调制、对输出波长的频谱进行有效的展宽或实现多波长的振荡输出，继而在光谱层面降低激光的散斑；同时还配合对激光器施以周期性电流调制，进一步破坏激光反馈的稳定性，进而在时域上形成输出振幅的波动。
13、第二、本专利技术通过光栅振动快速调节反馈回激光器内部的激光模式，继而对反馈输出的激光模式在时域和空间上均进行调制，降低激光束的时间和空间相干性，进而对散斑对比度进行抑制。
14、第三、本专利技术所调制的光栅元件是外腔激光器自身的一部分，且实际应用案例的光路中往往也需要对激光束进行折返和准直，所以本专利技术并不会显著增加系统整体的体积；且一般多模的半导体激光器进行准直、折返之后也会产生10-20％的能量损失，实际获得功率与本专利技术相近。
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1.一种降低激光源散斑对比度的装置，包括半导体激光器、第一透镜、衍射光栅、第二透镜、多模光纤和光导管，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种降低激光源散斑对比度的装置，其特征在于：还包括激光驱动器，用于对激光器施以周期性电流调制，进一步破坏激光反馈的稳定性，进而在时域上形成输出振幅的波动。
3.根据权利要求1或2所述的一种降低激光源散斑对比度的装置，其特征在于：所述的衍射光栅为反射式衍射光栅，其通过定制夹具固定在压电陶瓷上。
4.根据权利要求3所述的一种降低激光源散斑对比度的装置，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的一种降低激光源散斑对比度的装置，其特征在于：所述的第一透镜采用非球透镜以优化球差获得更好准直效果，焦距f＝5mm，镜面镀有AR膜，使得400～700nm波段反射率低于0.5％。
6.根据权利要求1所述的一种降低激光源散斑对比度的装置，其特征在于：所述光栅与所述半导体激光器的出射光夹角满足公式2d·sinθ＝λ，其中d为光栅刻线密度，θ为光栅与出射光夹角，λ为衍射光中心波长。
7.一种降低激光
8.根据权利要求7所述的一种降低激光源散斑对比度的测试装置，其特征在于：所述投影镜头为投射比1.2的镜头；相机为黑白CMOS相机，搭配f＝50mm，F/16的镜头以模拟人眼进行散斑采样。
9.一种降低激光源散斑对比度的方法，采用权利要求1至6中任一项所述的降低激光源散斑对比度的装置，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种降低激光源散斑对比度的装置，包括半导体激光器、第一透镜、衍射光栅、第二透镜、多模光纤和光导管，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种降低激光源散斑对比度的装置，其特征在于：还包括激光驱动器，用于对激光器施以周期性电流调制，进一步破坏激光反馈的稳定性，进而在时域上形成输出振幅的波动。
3.根据权利要求1或2所述的一种降低激光源散斑对比度的装置，其特征在于：所述的衍射光栅为反射式衍射光栅，其通过定制夹具固定在压电陶瓷上。
4.根据权利要求3所述的一种降低激光源散斑对比度的装置，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的一种降低激光源散斑对比度的装置，其特征在于：所述的第一透镜采用非球透镜以优化球差获得更好准直效果，焦距f＝5mm，镜面镀有ar膜，使得400～7...
【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，姚成，陈达如，彭喜庆，陶陈凝，张裕生，管祖光，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：
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