减弱激光散斑效应的方法及半导体激光源装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及激光显示技术领域，具体涉及一种减弱激光散斑效应的方法及半导体 激光源装置。
【背景技术】
[0002] 激光具有单色性好、方向性好、亮度高三大特性，将激光源应用于显示系统可以实 现传统光源投影难以实现的双高清（几何高清、颜色高清）、大色域显示以及高色饱和度， 因此，激光光源是未来显示技术光源的发展方向。
[0003] 由于激光光谱很窄，具有高度相干性，如果直接将激光投影到屏幕上会产生明显 的散斑，严重影响画面质量，因此减弱激光的相干性是发展激光显示技术的一个重要课题。 目前人们已经发展出很多方法来减弱激光相干性，如震动屏幕、旋转光学镜片、旋转漫反射 板等，但是通常这些消相干装置不但需外置，而且这些装置较为复杂。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种减弱激光散斑效应的方法及半导体激光 源装置。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：
[0006] 第一方面，本发明提供了一种减弱半导体激光器的激光散斑效应的方法，半导体 激光器的输出波长在预设的波长范围内周期扫描，在半导体激光器输出波长的每一个扫描 周期内，使半导体激光器在第一预设时间段内升温至第一温度阈值，且在第二预设时间段 内降温至第二温度阈值，其中，所述第二预设时间段的时间长度大于所述第一预设时间段 的时间长度，所述第一预设时间段和第二预设时间段之和等于半导体激光器波长的扫描周 期。
[0007] 其中，所述半导体激光器波长的扫描周期为2?40ms。
[0008] 其中，所述半导体激光器的波长扫描范围为2nm?10nm〇
[0009] 第二方面，本发明提供了一种减弱激光散斑效应的半导体激光源装置，包括自上 而下依次设置的：第一电极、半导体激光器、第二电极、绝缘层、电阻层、热阻层和热沉；
[0010] 所述装置还包括脉冲电流驱动器，所述脉冲电流驱动器与所述电阻层连接，用于 为所述电阻层提供周期性脉冲电流；
[0011] 所述周期性脉冲电流用于加热所述电阻层使所述半导体激光器在第一预设时间 段内升温至第一温度阈值；
[0012] 所述热沉用于对半导体激光器进行冷却，以使半导体激光器降温至第二温度阈 值；
[0013] 所述热阻层用于延缓所述半导体激光器的冷却速度，以使所述半导体激光器在第 二预设时间段内降温至第二温度阈值，其中，所述第二预设时间段的时间长度大于所述第 一预设时间段的事件长度，所述第一预设时间段和所述第二预设时间段之和为所述脉冲电 流驱动器提供的脉冲电流周期。
[0014] 其中，所述热阻层的材料的热导率小于所述热沉的材料的热导率；所述热沉的材 料为紫铜；所述热阻层的材料为Si02、Al203非金属材料或铟、金锡合金金属材料。
[0015] 其中，所述半导体激光器为基于GaAs材料体系的红光量子阱半导体激光器或基 于GaN材料体系的蓝光、绿光量子阱半导体激光器。
[0016] 其中，所述电阻层的材料为铂、钛、铬、镍、钨、钽金属材料或碳膜非金属材料。
[0017] 其中，所述热沉采用水冷、风冷或半导体制冷的方式对半导体激光器进行冷却。
[0018] 其中，所述脉冲电流驱动器提供的周期性矩形脉冲电流的频率为24Hz?500Hz。
[0019] 第三方面，本发明提供了一种减弱激光散斑效应的半导体激光源装置，包括自上 而下依次设置的：电阻层、绝缘层、第一电极、半导体激光器、第二电极、热阻层和热沉；
[0020] 所述装置还包括脉冲电流驱动器，所述脉冲电流驱动器与所述电阻层连接，用于 为所述电阻层提供周期性脉冲电流；
[0021] 所述周期性脉冲电流用于加热所述电阻层使所述半导体激光器在第一预设时间 段内升温至第一温度阈值；
[0022] 所述热沉用于对半导体激光器进行冷却，以使半导体激光器降温至第二温度阈 值；
[0023] 所述热阻层用于延缓所述半导体激光器的冷却速度，以使所述半导体激光器在第 二预设时间段内降温至第二温度阈值，其中，所述第二预设时间段的时间长度大于所述第 一预设时间段的时间长度，所述第一预设时间段和所述第二预设时间段之和为所述脉冲电 流驱动器提供的脉冲电流周期。
[0024] 由上述技术方案可知，本发明所述的减弱激光散斑效应方法通过控制用于激光显 示的半导体激光器在每个扫描周期内快速升温和降温来使得半导体激光器的温度在一个 扫描周期内始终处于变化的状态，也即半导体激光器波长在一个扫描周期内始终处于变化 的状态，从而减弱了激光显示的散斑效应。本发明所述的减弱激光散斑效应的半导体激光 源装置，在半导体激光器与电极之间设置一电阻层，通过脉冲电流的热效应对半导体激光 器快速加热，在半导体激光器与热沉之间设置一热阻层来控制半导体激光器温度下降的速 度，从而使得半导体激光器的温度在一个扫描周期内始终处于变化的状态，也即半导体激 光器波长在一个扫描周期内始终处于变化的状态，从而减弱了散斑效应。
【附图说明】
[0025] 为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图是本发明 的一些实施例，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 这些附图获得其他的附图。
[0026] 图1是本发明一个实施例提供的减弱激光散斑效应的半导体激光源装置的结构 示意图；
[0027] 图2是本发明一个实施例中对半导体激光器加热时其温度随时间上升曲线图；
[0028] 图3是本发明一个实施例中无热阻层时半导体激光器在降温过程中温度随时间 下降曲线图；
[0029] 图4是本发明一个实施例中有热阻层时半导体激光器在降温过程中温度随时间 下降曲线图；
[0030] 图5是一个实施例中频率为25Hz时脉冲电流随时间的变化以及相应的无热阻层 时和有热阻层时半导体激光发射波长随时间变化曲线图；其中，a为电流随时间的变化示 意图，b为无热阻层时半导体激光发射波长随时间变化曲线图，c为有热阻层时半导体激光 发射波长随时间变化曲线图；
[0031]图6是本发明一个实施例提供的减弱激光散斑效应的半导体激光源装置的结构 示意图；
[0032] 图7是本发明另一个实施例中频率为100Hz时脉冲电流随时间的变化以及相应的 无热阻层时和有热阻层时半导体激光器发射波长随时间的变化曲线图，其中a是脉冲电流 随时间的变化示意图，b是无Si02热阻层情况下半导体激光器发射波长随时间的变化曲线 图，c是有Si02热阻层情况下半导体激光器发射波长随时间的变化曲线图。
【具体实施方式】
[0033] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是 本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员 在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034] 本实施例提供一种减弱半导体激光器的激光散斑效应的方法，包括：
[0035] 半导体激光器的输出波长在预设的波长范围内周期扫描，在半导体激光器输出波 长的每一个扫描周期内，使半导体激光器在第一预设时间段内升温至第一温度阈值，且在 第二预设时间段内降温至第二温度阈值，其中，所述第二预设时间段的时间长度大于所述 第一预设时间段的时间长度，所述第一预设时间段和第二预设时间段之和等于半导体激光 器波长的扫描周期。
[0036] 其中，所述半导体激光器波长的扫描周期为2?40ms。
[0037] 其中，所述半导体激光器的波长扫描范围为2nm?10nm。
[0038] 为了避免热量不必要散失和节省电能，所述第一预设时间段的时间长度小于所述 第二预设时间段的时间长度。
[0039] 为了使得半导体激光器的温度在一个扫描周期内始终处于变化的状态，所述第一 预设时间段和第二预设时间段之和等于半导体激光器的扫描周期。
[0040] 本发明实施例提供的减弱半导体激光器的激光散斑效应的方法，通过控制用于 激光显示的半导体激光器在每个扫描周期内快速升温和降温来使得半导体激光器的温度 在一个扫描周期内始终处于变化的状态，也