本发明专利技术公开了一种光束整形方法和装置及激光显示光源模组和设备。其中，该光束整形装置包括：单管半导体激光器阵列，包括多个单管发光区；阶梯镜，设置于单管半导体激光器阵列的发光面一侧，包括反射部，用于反射来自单管半导体激光器阵列的光；多个快轴准直镜，设置于单管半导体激光器阵列和阶梯镜之间，分别对应于多个单管发光区；以及一个慢轴准直镜，设置于阶梯镜的出光方向。通过本发明专利技术，能够降低成本，并且使调焦更加简便。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学领域，具体而言，涉及一种光束整形方法和装置及激光显示光源 模组和设备。
技术介绍
激光显示技术具有大色域、低能耗、高寿命等特点，并开始在电视、微型投影、商用 和娱乐系统中应用。激光光源的红光和蓝光部分主要由半导体激光器来实现，但由于半导 体激光器的光束质量很差，因而需要对半导体激光器输出地光进行光束整形由光纤耦合输 出才能用于激光显示。图1是根据相关技术的单管半导体激光器的结构和光束示意图，如图1所示，半导 体激光器芯片12在热沉10上生长，其光束质量非常差，有非常大的发散角，并且在垂直于 PN结的方向(快轴13)和平行于PN结的方向(慢轴14)，光束质量相差非常大，在快轴13 方向上发散角很大，在慢轴14方向上发散角很小，其中，15为光斑，因此在激光投影的应用 中，必须要对半导体激光器进行光束整形。我们在激光显示光源模组中用到的是条形列阵 的单管半导体激光器20，如图2所示，把几颗单管半导体激光器依次排在一条直线上，目的 是实现高功率输出。针对此问题，在现有技术中提供了一种半导体激光器光束整形装置。该装置对每一个单管的半导体激光器进行快轴准直和慢轴准直以调整光束质量， 但是该装置在对每个单管半导体激光器进行快轴准直和慢轴准直时，利用紧挨着的两片快 轴和慢轴准直镜片对半导体激光器进行光束准直，之后再经过光束整形耦合进光纤中。由 于半导体激光器在慢轴方向上的发散角度很小，光束在这个方向上经过短距离的传播之 后，不会有太明显的发散，所以在每个单管半导体激光器前面加一片慢轴准直镜片对于调 焦很不利，并且造成了资源的浪费，成本的增加。针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
为此，本专利技术的主要目的在于提供一种光束整形方法和装置及激光显示光源模组 和设备，以解决上述问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种半导体激光器阵列的光 束整形装置。该半导体激光器阵列的光束整形装置包括单管半导体激光器阵列，包括多个 单管发光区；阶梯镜，设置于所述单管半导体激光器阵列的发光面一侧，包括反射部，用于 反射来自所述单管半导体激光器阵列的光；多个快轴准直镜，设置于所述单管半导体激光 器阵列和所述阶梯镜之间，分别对应于所述多个单管发光区；以及一个慢轴准直镜，设置于 所述阶梯镜的出光方向。为了实现上述目的，根据本专利技术的另一方面，提供了一种半导体激光器阵列的光 束整形方法。该半导体激光器阵列的光束整形方法包括通过多个快轴准直镜分别对单管半导体激光器阵列中各个单管发光区发出的光进行快轴准直；通过反射镜对快轴准直后的 光进行反射，得到反射光束；以及利用一个慢轴准直镜对所述反射光束进行慢轴准直。为了实现上述目的，根据本专利技术的另一方面，提供了一种半导体激光器阵列的光 纤耦合装置，该半导体激光器阵列的光纤耦合装置包括本专利技术所提供的半导体激光器阵列 的光束整形装置。为了实现上述目的，根据本专利技术的另一方面，提供了一种激光显示光源模组，该激 光显示光源模组包括本专利技术所提供的半导体激光器阵列的光纤耦合装置。为了实现上述目的，根据本专利技术的另一方面，提供了一种激光显示设备，该激光显 示设备包括本专利技术所提供的激光显示光源模组。通过本专利技术，采用包括以下部分的半导体激光器阵列的光束整形装置单管半导 体激光器阵列，包括多个单管发光区；阶梯镜，设置于所述单管半导体激光器阵列的发光面 一侧，包括反射部，用于反射来自所述单管半导体激光器阵列的光；多个快轴准直镜，设置 于所述单管半导体激光器阵列和所述阶梯镜之间，分别对应于所述多个单管发光区；以及 一个慢轴准直镜，设置于所述阶梯镜的出光方向，由于在经过阶梯镜之后再对光束进行慢 轴准直，因而不需要对每个单管半导体激光器都加一个慢轴准直镜片，解决了现有技术中 的半导体激光器阵列的光束整形装置进行调焦比较复杂的问题，进而达到了降低成本，并 且使调焦更加简便的效果。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实 施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中图1是根据相关技术的单管半导体激光器的结构和光束示意图；图2是根据相关技术的单管半导体激光器阵列的结构示意图；图3是根据本专利技术第一实施例的半导体激光器阵列的光束整形装置的示意图；图4是根据本专利技术第二实施例的半导体激光器阵列的光束整形装置的示意图；图5是根据本专利技术实施例的阶梯镜的示意图；图6是根据本专利技术实施例的慢轴准直透镜的示意图；图7是根据本专利技术实施例的聚焦透镜的示意图；以及图8是根据本专利技术实施例的激光显示设备的示意图。具体实施例方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。图3是根据本专利技术实施例的半导体激光器阵列的光束整形装置的示意图。如图3所示，该半导体激光器阵列的光束整形装置包括单管半导体激光器阵列A，包括多个单管半导体激光器，也即，包括多个单管发光 区；阶梯镜30，设置于单管半导体激光器阵列的发光面一侧，包括反射部301，用于反 射来自单管半导体激光器阵列的光(如图5所示)；多个快轴准直镜311，设置于单管半导体激光器阵列A和阶梯镜30之间，分别对应 于多个单管发光区；以及一个慢轴准直镜312，设置于阶梯镜30的出光方向。在上述半导体激光器阵列的光束整形装置中，由于在经过阶梯镜之后再对光束进 行慢轴准直，因而不需要对每个单管半导体激光器都加一个慢轴准直镜片，从而解决了光 束整形装置调焦比较复杂的问题，进而能够降低成本，并且使调焦更加简便。优选地，反射部301为多个，其中，多个单管发光区中的每个单管发光区分别对应 多个反射部中的一个反射部，并且多个反射部中的每个反射部与其所对应的单管发光区成 45°夹角，多个反射部中的每个反射部在多个单管发光区中的每个单管发光区的发光面的 投影长度分别等于与其对应的发光面的长度。此时，通过单管半导体激光器阵列A发出的 具有间隙的光束在经过阶梯镜30的反射后，变为无间隙的合并光束，从而能够消除各个单 管半导体激光器发出的光束的间隙，此外，通过采用单管半导体激光器阵列A，把几颗单管半导体激光器依次排在一条 直线上，能够实现高功率输出。考虑到半导体激光器在快轴方向上有着非常大的发散角，在本专利技术中，优选地，采 用微柱透镜作为快轴准直镜311，使得光束在快轴方向上接近于平行光，在每一个单管半导 体激光器出光面附近安装一个快轴准直镜311，半导体激光器的发光面与快轴准直镜311 要靠的很近，有利于光束的准直和调焦。并且由于半导体激光器在慢轴方向上的发散角很 小，在经过光束整形装置后的光程也不是很大，所以在经过光束整形装置之后再对光束进 行慢轴准直，不需要每个每个单管半导体激光器都加一个慢轴准直镜312片，降低了成本， 并且调焦更加简便容易。实现了慢轴的准直，便于实现光纤耦合。优选地，阶梯镜30还包括多个支持部，用于连接多个反射部，其中，多个支持部相 互平行，且多个反射部相互平行。通过将多个支持部和多个反射部均设置为相互平行结构， 能够简便地实现将单管半导体激光器阵列A中各个单管发光区的光均反射至同一个方向。优选地，慢轴准直镜312的宽度大于或等于阶梯镜30在其出光方本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种半导体激光器阵列的光束整形装置，其特征在于包括：单管半导体激光器阵列，包括多个单管发光区；阶梯镜，设置于所述单管半导体激光器阵列的发光面一侧，包括反射部，用于反射来自所述单管半导体激光器阵列的光；多个快轴准直镜，设置于所述单管半导体激光器阵列和所述阶梯镜之间，分别对应于所述多个单管发光区；以及一个慢轴准直镜，设置于所述阶梯镜的出光方向。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：田有良，闫国枫，李巍，陈昱，
申请(专利权)人：青岛海信电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：95
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