专利名称：激光扫描投影仪的散斑去除的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用来降低散斑可见度的设备及方法，尤其涉及一种具有散斑去除的激光扫描投影仪。
背景技术：
由波导例如平面波导或光纤引导的光辐射是众所周知的。尽管平面波导具有如图加至图2f所示的多种结构和几何形状，但是如图3所示的光纤一般只具有圆形横截面。图加至图2f为典型的“简单”平面波导几何形状的试样；几何形状更复杂的变化广泛用于执行集成光学功能，例如耦合及转换(switching)。光波导在不同折射率的两种介质之间的界面处依靠全内反射将光限制在其纤芯内。从二氧化硅至聚合物的大量材料已用来制造具有一系列特性的光波导。参照
图1中平面光波导的截面图，平面光波导10的总体结构包括位于折射率为ns 的基底12上的折射率为η。的纤芯11，所述纤芯被折射率ηκ、Α低于所述纤芯折射率的一层或多层包层13、14包围，即ns、nK、nL < η。。在适当情况下，主要由于折射率的差别，从所述光波导10的第一端注入所述纤芯11中的光被限制在沿着纤芯传播，并从与所述第一端相对的光波导10的第二端射出。根据光波导的几何形状以及材料组成，射出的光将具有与注入光波导的光的特性不同的特性。一般，光波的强度、光谱分布以及偏振态通过在波导中传播而自动地或强制地被修改。光纤是最常用的光波导。由于其低衰减和紧凑结构，以及不受周边环境电磁场变化的影响，在不重复使用电子器件的情况下光纤用于远距离传输光信号，以在无干扰的情况下同时对大量信号进行中短距离传输，以及制造多种传感器，例如应变传感器及温度传感器。参照图3，光纤30通常由具有圆形横截面的单芯31组成，由折射率稍微低于纤芯 31折射率的同心包层33覆盖。典型的近红外多模光纤具有直径为50 μ m、折射率为Ii1的由锗掺杂二氧化硅制成的纤芯，以及直径为125 μ m、折射率n2 = 1. 46的由未掺杂的二氧化硅制成的包层。典型的折射率差(Ii1-Ii2)在0.001至0.01的范围内。所述包层33可覆盖有保护层35。在单模光纤中，光以单一模式进行传播。在多模光纤中，光按照给定的波长以有限的、离散数量的光学模式进行传播。当光纤为多模时，为每种传播模式提供数学表达式通常是很困难的。尽管如此，提供近似数量的模式是可能的。而且，还可能预测一些特性，例如脉冲的传播速度和衰减、以及经过传播后脉冲加宽范围。用来描述光纤的非常有用的参数是其数值孔径(NA)，其根据公式NA = H1Sin θ限定了光纤的接收角。通过扩展分析，获得数值孔径的下列表达式
权利要求
1.一种用于降低相干光中的散斑可见度的设备，其特征在于，包括多模光波导装置， 其设置为传播通过其中的相干光以利用模间色散减小相干光的相干长度；以及，可振动薄膜反射镜装置，其设置为反射在通过多模光波导装置之前或之后的所述相干光，以通过在不同的传播模式间分配波包来进一步减小相干长度，并通过平均模式间的能量分布来消除模态结构，以实现更均勻的照度。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述可振动薄膜反射镜装置设置为以多个不同角度反射相干光的平行光线，使在光波导元件内传播的多个模式上的功率和相位的分布随时间改变。
3.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，通过光纤将激光器耦合到准直透镜元件，所述准直透镜元件设置为使相干光入射到所述可振动薄膜反射镜装置上。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述准直透镜元件射出的光以大致45度入射到所述可振动薄膜反射镜装置上。
5.如前述权利要求任一项所述的设备，其特征在于，进一步包括耦合光学元件，其配置为将所述可振动薄膜反射镜装置反射的相干光耦合到所述多模光波导装置。
6.如前述权利要求任一项所述的设备，其特征在于，包括光学器件，其配置为投射来自所述多模光波导装置的光。
7.如前述权利要求任一项所述的设备，其特征在于，所述可振动薄膜反射镜装置包括配置为驱动所述薄膜的压电致动器元件。
8.如前述权利要求任一项所述的设备，其特征在于，所述多模光波导为阶跃折射率多膜光纤。
9.如前述权利要求任一项所述的设备，其特征在于，包括激光线产生装置。
10.一种用于降低相干光中的散斑可见度的方法，其特征在于，包括a.通过多模光波导装置传播相干光，所述多模光波导装置配置为利用模间色散减小相干光的相干长度；以及b.反射在通过多模光波导装置之前或之后、来自所述可振动薄膜反射镜装置的相干光，以通过在不同的传播模式间分配波包来进一步减小相干长度，并通过平均模式间的能量分布来消除模态结构以实现更均勻的照度。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，包括通过所述可振动薄膜反射镜装置以多个不同角度反射相干光的平行光线，使在光波导元件内传播的多个模式上的功率和相位分布随着时间而改变。
12.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，采用通过光纤耦合到激光器上的准直透镜元件，使所述相干光入射至所述可振动薄膜反射镜装置。
13.如权利要求10至12任一项所述的方法，其特征在于，来自所述准直透镜的光以大致45度入射到所述可振动薄膜反射镜装置上。
14.如权利要求10至13中任一项所述的方法，其特征在于，包括利用所述耦合光学元件将相干光耦合到所述多模光波导装置。
15.如权利要求10至14中任一项所述的方法，其特征在于，包括利用投影光学装置投射来自所述多模光波导装置的光。
16.如权利要求10至15中任一项所述的方法，其特征在于，包括利用压电致动器元件驱动所述可振动薄膜反射镜装置的薄膜。
17.如权利要求10至16中任一项所述的方法，其特征在于，所述多模光波导装置为阶跃折射率多膜光纤。
全文摘要
一种用于降低相干光中的散斑可见度的设备及方法，包括通过多模光波导106传播相干光，以利用模间色散减小相干光的相干长度。振动薄膜反射镜104设置为反射在通过多模光纤之前或之后的所述相干光，以通过在不同传播模式间分配波包来进一步减小相干长度，并通过平均模式间的能量分布来消除模态结构，从而实现更均匀的照度。本发明可用于去除激光扫描投影仪内的散斑。
文档编号H04N9/31GK102292664SQ201080005519
公开日2011年12月21日 申请日期2010年1月27日 优先权日2009年1月27日
发明者奥马尔·斯库利, 尼古拉斯·德沙尔姆 申请人:欧普蒂卡有限公司