專利名稱：激光掃描投影儀的散斑去除的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來降低散斑可見度的設(shè)備及方法，尤其涉及一種具有散斑去除的激光掃描投影儀。
背景技術(shù)：
由波導(dǎo)例如平面波導(dǎo)或光纖引導(dǎo)的光輻射是眾所周知的。盡管平面波導(dǎo)具有如圖加至圖2f所示的多種結(jié)構(gòu)和幾何形狀，但是如圖3所示的光纖一般只具有圓形橫截面。圖加至圖2f為典型的“簡(jiǎn)單”平面波導(dǎo)幾何形狀的試樣；幾何形狀更復(fù)雜的變化廣泛用于執(zhí)行集成光學(xué)功能，例如耦合及轉(zhuǎn)換(switching)。光波導(dǎo)在不同折射率的兩種介質(zhì)之間的界面處依靠全內(nèi)反射將光限制在其纖芯內(nèi)。從二氧化硅至聚合物的大量材料已用來制造具有一系列特性的光波導(dǎo)。參照

圖1中平面光波導(dǎo)的截面圖，平面光波導(dǎo)10的總體結(jié)構(gòu)包括位于折射率為ns 的基底12上的折射率為η。的纖芯11，所述纖芯被折射率ηκ、Α低于所述纖芯折射率的一層或多層包層13、14包圍，即ns、nK、nL < η。。在適當(dāng)情況下，主要由于折射率的差別，從所述光波導(dǎo)10的第一端注入所述纖芯11中的光被限制在沿著纖芯傳播，并從與所述第一端相對(duì)的光波導(dǎo)10的第二端射出。根據(jù)光波導(dǎo)的幾何形狀以及材料組成，射出的光將具有與注入光波導(dǎo)的光的特性不同的特性。一般，光波的強(qiáng)度、光譜分布以及偏振態(tài)通過在波導(dǎo)中傳播而自動(dòng)地或強(qiáng)制地被修改。光纖是最常用的光波導(dǎo)。由于其低衰減和緊湊結(jié)構(gòu)，以及不受周邊環(huán)境電磁場(chǎng)變化的影響，在不重復(fù)使用電子器件的情況下光纖用于遠(yuǎn)距離傳輸光信號(hào)，以在無干擾的情況下同時(shí)對(duì)大量信號(hào)進(jìn)行中短距離傳輸，以及制造多種傳感器，例如應(yīng)變傳感器及溫度傳感器。參照?qǐng)D3，光纖30通常由具有圓形橫截面的單芯31組成，由折射率稍微低于纖芯 31折射率的同心包層33覆蓋。典型的近紅外多模光纖具有直徑為50 μ m、折射率為Ii1的由鍺摻雜二氧化硅制成的纖芯，以及直徑為125 μ m、折射率n2 = 1. 46的由未摻雜的二氧化硅制成的包層。典型的折射率差(Ii1-Ii2)在0.001至0.01的范圍內(nèi)。所述包層33可覆蓋有保護(hù)層35。在單模光纖中，光以單一模式進(jìn)行傳播。在多模光纖中，光按照給定的波長(zhǎng)以有限的、離散數(shù)量的光學(xué)模式進(jìn)行傳播。當(dāng)光纖為多模時(shí)，為每種傳播模式提供數(shù)學(xué)表達(dá)式通常是很困難的。盡管如此，提供近似數(shù)量的模式是可能的。而且，還可能預(yù)測(cè)一些特性，例如脈沖的傳播速度和衰減、以及經(jīng)過傳播后脈沖加寬范圍。用來描述光纖的非常有用的參數(shù)是其數(shù)值孔徑(NA)，其根據(jù)公式NA = H1Sin θ限定了光纖的接收角。通過擴(kuò)展分析，獲得數(shù)值孔徑的下列表達(dá)式
權(quán)利要求
1.一種用于降低相干光中的散斑可見度的設(shè)備，其特征在于，包括多模光波導(dǎo)裝置， 其設(shè)置為傳播通過其中的相干光以利用模間色散減小相干光的相干長(zhǎng)度；以及，可振動(dòng)薄膜反射鏡裝置，其設(shè)置為反射在通過多模光波導(dǎo)裝置之前或之后的所述相干光，以通過在不同的傳播模式間分配波包來進(jìn)一步減小相干長(zhǎng)度，并通過平均模式間的能量分布來消除模態(tài)結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)更均勻的照度。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述可振動(dòng)薄膜反射鏡裝置設(shè)置為以多個(gè)不同角度反射相干光的平行光線，使在光波導(dǎo)元件內(nèi)傳播的多個(gè)模式上的功率和相位的分布隨時(shí)間改變。
3.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于，通過光纖將激光器耦合到準(zhǔn)直透鏡元件，所述準(zhǔn)直透鏡元件設(shè)置為使相干光入射到所述可振動(dòng)薄膜反射鏡裝置上。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述準(zhǔn)直透鏡元件射出的光以大致45度入射到所述可振動(dòng)薄膜反射鏡裝置上。
5.如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，進(jìn)一步包括耦合光學(xué)元件，其配置為將所述可振動(dòng)薄膜反射鏡裝置反射的相干光耦合到所述多模光波導(dǎo)裝置。
6.如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，包括光學(xué)器件，其配置為投射來自所述多模光波導(dǎo)裝置的光。
7.如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述可振動(dòng)薄膜反射鏡裝置包括配置為驅(qū)動(dòng)所述薄膜的壓電致動(dòng)器元件。
8.如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述多模光波導(dǎo)為階躍折射率多膜光纖。
9.如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，包括激光線產(chǎn)生裝置。
10.一種用于降低相干光中的散斑可見度的方法，其特征在于，包括a.通過多模光波導(dǎo)裝置傳播相干光，所述多模光波導(dǎo)裝置配置為利用模間色散減小相干光的相干長(zhǎng)度；以及b.反射在通過多模光波導(dǎo)裝置之前或之后、來自所述可振動(dòng)薄膜反射鏡裝置的相干光，以通過在不同的傳播模式間分配波包來進(jìn)一步減小相干長(zhǎng)度，并通過平均模式間的能量分布來消除模態(tài)結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)更均勻的照度。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，包括通過所述可振動(dòng)薄膜反射鏡裝置以多個(gè)不同角度反射相干光的平行光線，使在光波導(dǎo)元件內(nèi)傳播的多個(gè)模式上的功率和相位分布隨著時(shí)間而改變。
12.如權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于，采用通過光纖耦合到激光器上的準(zhǔn)直透鏡元件，使所述相干光入射至所述可振動(dòng)薄膜反射鏡裝置。
13.如權(quán)利要求10至12任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，來自所述準(zhǔn)直透鏡的光以大致45度入射到所述可振動(dòng)薄膜反射鏡裝置上。
14.如權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，包括利用所述耦合光學(xué)元件將相干光耦合到所述多模光波導(dǎo)裝置。
15.如權(quán)利要求10至14中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，包括利用投影光學(xué)裝置投射來自所述多模光波導(dǎo)裝置的光。
16.如權(quán)利要求10至15中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，包括利用壓電致動(dòng)器元件驅(qū)動(dòng)所述可振動(dòng)薄膜反射鏡裝置的薄膜。
17.如權(quán)利要求10至16中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述多模光波導(dǎo)裝置為階躍折射率多膜光纖。
全文摘要
一種用于降低相干光中的散斑可見度的設(shè)備及方法，包括通過多模光波導(dǎo)106傳播相干光，以利用模間色散減小相干光的相干長(zhǎng)度。振動(dòng)薄膜反射鏡104設(shè)置為反射在通過多模光纖之前或之后的所述相干光，以通過在不同傳播模式間分配波包來進(jìn)一步減小相干長(zhǎng)度，并通過平均模式間的能量分布來消除模態(tài)結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)更均勻的照度。本發(fā)明可用于去除激光掃描投影儀內(nèi)的散斑。
文檔編號(hào)H04N9/31GK102292664SQ201080005519
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2010年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月27日
發(fā)明者奧馬爾·斯庫(kù)利, 尼古拉斯·德沙爾姆 申請(qǐng)人:歐普蒂卡有限公司