LASER DISPLAY LIGHT SOURCE AND LASER DISPLAY SYSTEM
WIPO Patent Application WO/
A laser display light source and a laser display system are provided by the present invention. Said laser display light source includes a pump source for a laser crystal and a group of periodically-poled crystals both in a resonator. Said group of periodically-poled crystals includes at least one periodically- said laser crystal receives the pump light emitted from the pump so said group of periodically-poled crystals receives the laser emitted by the laser crystal as the fundamental frequency light, and emits high- the periodically-poled duty cycle and the crystal length of said poled crystals are determined according to the light intensity of the high- the poled period of the periodically-poled crystals is determined according to the wavelength of the high-order harmonic light. Said laser display system includes said laser display light source, an optical engine and an imaging unit. The present invention provides the laser display light source and the laser display system, which are compact and energy saving, thus convenient for industrilization.
Inventors:
CHEN, Yu (No.11, Jiangxi RoadQingdao, Shandong 1, 266071, CN)
陈昱 (中国山东省青岛市江西路11号, Shandong 1, 266071, CN)
GUO, Dabo (No.11, Jiangxi RoadQingdao, Shandong 1, 266071, CN)
郭大勃 (中国山东省青岛市江西路11号, Shandong 1, 266071, CN)
Application Number:
Publication Date:
03/17/2011
Filing Date:
02/22/2010
Export Citation:
HISENSE ELECTRIC CO., LTD. (No.218, Qian Wangang Road Qingdao Economic and Development Zon, Qingdao Shandong 5, 266555, CN)
青岛海信电器股份有限公司 (中国山东省青岛市经济技术开发区前湾港路218号, Shandong 5, 266555, CN)
HISENSE HIVIEW TECH CO., LTD. (No.11, Jiangxi RoadQingdao, Shandong 1, 266071, CN)
青岛海信信芯科技有限公司 (中国山东省青岛市江西路11号, Shandong 1, 266071, CN)
CHEN, Yu (No.11, Jiangxi RoadQingdao, Shandong 1, 266071, CN)
陈昱 (中国山东省青岛市江西路11号, Shandong 1, 266071, CN)
International Classes:
H01S3/00; H01S3/10; H01S3/109
View Patent Images:
&&&&&&PDF help
Foreign References:
59433515278852CN1464597ACN2689538Y
Other References:
FU, WEIJIA: 'Periodically-poled KTP crystal fabrication and characterization of second harmonic generation research' CHINESE MASTER'S THESES FULL-TEXT DATABASE ENGINEERING SCIENCE AND TECHNOLOGY 01 April 2009, ISSN
Attorney, Agent or Firm:
UNITALEN ATTORNEYS AT LAW (7th Floor, Scitech PlaceNo.22, Jian Guo Men Wai Ave., Chao Yang District, Beijing 4, 100004, CN)
权 利 要 求
1、 一种激光显示光源， 其特征在于， 包括： 用于输出泵浦光的泵浦源， 以及位于谐振腔内的激光晶体和周期性极化晶体组合，所述周期性极化晶体组 合包括至少一个周期性极化晶体，所述激光晶体用于接收所述泵浦源输出的泵 浦光并输出激光，所述周期性极化晶体组合用于接收所述激光晶体输出的激光 作为基频光， 并输出多阶倍频光， 所述周期性极化晶体的周期性极化占空比和 晶体长度是根据所述多阶倍频光的光强确定的，所述周期性极化晶体的极化周 期是才艮据所述多阶倍频光的波长确定的。
2、 根据权利要求 1所述的激光显示光源， 其特征在于， 所述多个周期性 极化晶体在光传播方向上彼此无间隔的固定在一起。
3、 根据权利要求 1所述的激光显示光源， 其特征在于， 在所述激光显示 光源的谐振腔的激光输出端外设置滤波器，所述滤波器用于滤掉不需要的倍频 光。
4、 根据权利要求 1所述的激光显示光源， 其特征在于， 所述周期性极化 晶体为周期性极化铌酸锂晶体或周期性极化磷酸氧钛钾晶体。
5、 根据权利要求 1至 4中任意一项所述的激光显示光源， 其特征在于， 所述泵浦光源为输出光波长为 808纳米的激光二极管。
6、 根据权利要求 5所述的激光显示光源， 其特征在于， 所述激光晶体为 Nb:YV04、 Nb:YAG或 Nb:GaV04晶体。
7、 根据权利要求 1至 4中任意一项所述的激光显示光源， 其特征在于， 所述谐振腔为直形腔、 L形腔、 Z形腔或环形腔。
8、 根据权利要求 1至 4中任意一项所述的激光显示光源， 其特征在于， 所述周期性极化晶体的形态为块状结构或波导结构。
9、 一种激光显示系统， 其特征在于， 包括如权利要求 1至 4中任意一项 所述的激光显示光源， 光学引擎和成像单元， 所述激光显示光源用于输出多阶 倍频光； 所述光学引擎用于接收所述激光显示光源输出的多阶倍频光， 并根据 输入的图像编码信号对所述多阶倍频光进行调制， 输出调制后的光信号； 所述 成像单元用于接收所述光学引擎输出的调制后的光信号， 并进行成像显示。 10、 根据权利要求 9所述的激光显示系统， 其特征在于， 所述激光显示光 源中的泵浦光源采用输出光波长为 808 纳米的激光二极管， 所述激光晶体为 Nb:YV04、 Nb:YAG或 Nb:GaV04晶体。
Description:
一种激光显示光源和激光显示系统 本申请要求于 2009 年 9 月 11 日提交中国专利局、 申请号为 .4、 发明名称为 "一种激光显示光源和激光显示系统"的中国专利 申请的优先权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域 本发明属于激光显示领域， 尤其涉及一种激光显示光源和激光显示系统。 背景技术 激光显示技术具有大色域、低能耗等特点，被认为是下一代主流显示技术。 为了推广激光显示技术， 结构紧凑的激光光源的研发尤为重要。 激光显示用的激光光源需要提供三基色光输出， 目前， 三基色中的红光由 半导体激光器输出光组束而成，绿光和蓝光是由红外半导体激光泵浦固体激光 晶体再经非线性光学晶体倍频得到。这样结构的激光光源模块本身由分离的三 基色模组组成， 体积大， 耗能高， 不便于显示系统设计， 限制激光显示技术在 许多领域的应用。 为解决上述问题，人们应用不同的原理和方法使得一个激光模组能够输出 双色或多色光。 例如， 2008年 7月 30日公开的公开号为 CN、 名称 为"基于间歇振荡双波长激光和级联超晶格激光器的设置方法"的中国发明专 利申请公布说明书中公开了一种输出三色光的装置。该装置中的三基色产生于 三个分离的谐振单元， 结构仍然不够紧凑。 2003年 12月 30日公开的美国专利号 US6,671,305B2、 名称为 "Solid state laser (固态激光器） "的专利文件中公开了一种固态激光器， 该激光器利用倍 频、和频和光学参量过程的混合产生三基色光输出。但该激光器中光频率变化 步骤多， 激光器内部结构过于复杂。
发明内容 有鉴于此， 本发明的目的在于提供一种激光显示光源和激光显示系统， 可 以有效节约激光光源模块体积， 降低能耗。
为实现上述目的， 本发明提供一种激光显示光源， 包括： 用于输出泵浦光 的泵浦源， 以及位于谐振腔内的激光晶体和和周期性极化晶体组合， 所述周期 性极化晶体组合包括至少一个周期性极化晶体，所述激光晶体用于接收所述泵 浦源输出的泵浦光并输出激光，所述周期性极化晶体组合用于接收所述激光晶 体输出的激光作为基频光， 并输出多阶倍频光， 所述周期性极化晶体的周期性 极化占空比和晶体长度是根据所述多阶倍频光的光强确定的，所述周期性极化 晶体的极化周期是根据所述多阶倍频光的波长确定的。
优选地， 所述多阶倍频光包括一阶倍频光、二阶倍频光和三阶倍频光中的 任意组合。
优选地，所述多个周期性极化晶体在光传播方向上彼此无间隔的固定在一 起。 这样可以进一步地减小光源模块的体积。
优选地，在所述激光显示光源的谐振腔的激光输出端外设置用于滤掉不需 要的倍频光的滤波器。 这样可以滤掉不需要的倍频光。
优选地，所述周期性极化晶体为周期性极化铌酸锂晶体或周期性极化磷酸 氧钛钾。
优选地， 所述泵浦光源采用输出光波长为 808纳米的激光二极管。
优选地， 所述激光晶体为 Nb:YV04、 Nb:YAG或 Nb:GaV04晶体。
优选地， 所述谐振腔为直形腔、 L形腔、 Z形腔或环形腔。
优选地， 所述周期性极化晶体的形态为块状结构或波导结构。
另外， 本发明还提供一种激光显示系统， 包括上述激光显示光源， 光学引 擎和成像单元。
优选地，所述激光显示光源中的泵浦光源采用输出光波长为 808纳米的激 光二极管， 所述激光晶体为 Nb:YV04、 Nb:YAG或 Nb:GaV04晶体。 本实施例提供的激光显示光源中只需要利用单一的周期性极化晶体器件 即可实现输出多阶倍频光， 相对于现有技术， 整个光源模块的结构紧凑， 能够 有效地节约光源模块的体积， 降低能耗， 使得激光显示光源更利于产业化。 同 时应用该光源模块的激光显示系统的体积和能耗也相应减小。 附图说明 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筒单地介绍，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。 图 1是本发明实施例一提供的一种激光显示光源的示意图； 图 2是本发明实施例一提供的采用 L形谐振腔的一种激光显示光源的示意 图； 图 3是本发明实施例二提供的一种激光显示光源的示意图； 图 4是本发明实施例三提供的一种激光显示光源的示意图； 图 5是本发明实施例五提供的一种激光显示系统的示意图。 具体实施方式 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、完整地描述，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。 实施例一 图 1 示出了本发明实施例一提供的一种激光显示光源的示意图， 如图 1 所示， 该激光显示光源包括一泵浦源 1和由腔镜 4和 5共同限定的谐振腔 7, 在谐振腔 7 内设置激光晶体和包括至少一个周期性极化晶体的周期性极化晶 体组合 3。
其中， 泵浦源 1产生的泵浦光输入到激光晶体 4中作为激励， 激光晶体 4 在泵浦光的激励下输出激光。在图 1中特别的以泵浦源 1产生的泵浦光从腔镜 4入射到激光晶体 2中为例， 本领域技术人员应该能够理解， 对激光晶体 4进 行泵浦可以采用中小功率端面泵浦或大功率侧面泵浦，例如图 1中特别地以端 面泵浦为例进行说明。 泵浦源 1可以采用激光二极管（LD ), 也可以采用其他 类型的泵浦源。 本实施例中优选的采用输出光波长为 808纳米的激光二极管。 为了能够提高泵浦源 1输出的泵浦光能够充分的入射到激光晶体 2中，优选地， 在泵浦源 1与激光晶体 2之间还设置聚焦组件 6, 用于将泵浦光进行聚焦后再 输入到激光晶体 2中。 聚焦组件 6可以是常见的透镜组合。
激光晶体 2 输出的激光输入到由至少一个周期性极化晶体的周期性极化 晶体组合 3中， 所有周期性极化晶体均串联排列在光传播方向上。在周期性极 化晶体组合 3中， 激光晶体 2的输出激光作为基频光， 激光在周期性极化晶体 中受到非线性效应作用， 实现准相位匹配， 产生多阶倍频光。 具体地， 在激光 晶体 2的输出激光沿着光传播方向依次穿过周期性极化晶体组合 3中的每个周 期性极化晶体时， 都会产生与该周期性极化晶体相应的多阶倍频光， 并且经过 每个周期性极化晶体的产生的各阶倍频光的波长与该周期性极化晶体的极化 周期 Λ有关 （或者可以表述为： 当基频光波长已知时， 周期性极化晶体的极 化周期 Λ决定了各阶倍频光的波长）， 经过每个周期性极化晶体产生的各阶倍 频光的光强与该周期性极化晶体的周期性极化占空比 ξ和晶体长度有关。激光 晶体 2优选可以是 Nb:YV04、 Nb:YAG或 Nb:GaV04晶体等固体激光晶体。 周期性极化晶体优选为 PPLN (周期性极化铌酸锂 )晶体或 PPKTP (周期性极 化磷酸氧钛钾） 晶体。
下面详细说明周期性极化晶体的极化周期 Λ和周期性极化占空比 ξ如何 影响输出的各阶倍频光的波长及光强的。 当输入到周期性极化晶体的两束基频激光的波长分别为 λ2时， 从周 期性极化晶体输出的第 m阶倍频光的波长 λ3与基频激光的波长 和 λ2之间满 足如下等式：
(戈子 1 ) 当两束基频光的波长相同 （均为 λ ) 时， 上述式子 1可以改写为：
t = + (式子 2 ) 其中 是波长为 的光在周期性极化晶体中的折射率， n2是波长为 λ2的 光在周期性极化晶体中的折射率， η3为波长为 λ3的光在周期性极化晶体中的 折射率， 并且， 本领域技术人员结合公知常识应该能够理解， 由于折射率是波 长的函数（可以通过周期性极化晶体材料的色散关系推出）， 在给定周期性极 化晶体的材料以及极化周期 Λ后， 根据式子 1可以唯一的确定各阶倍频光的 波长。 与双折射相位匹配不同， 利用周期性极化晶体的准相位匹配技术， 倍频 后的激光波长不必须是基频光波长的二分之一，这样可以扩展晶体和光波长的 选择范围， 有利于实现全波长的覆盖。
例如， 在图 1中的激光晶体 2采用 Nb:YV04晶体时， 而泵浦源 1采用输 出光波长为 808纳米的激光二极管， 此时从激光晶体 2输出的激光为波长为 1064nm或 1342nm的红外激光。 这样， 周期性极化晶体组合 3中的各个周期 性极化晶体的基频光就是波长为 1064nm或 1342nm的红外激光。 例如， 在周 期性极化晶体采用 PPLN (周期性极化铌酸 4里） 晶体时， 如果激光晶体 2的输 出激光波长为 1064nm, 则对于 PPLN晶体的基频光波长就是 1064nm, 该基频 光经过极化周期为 4.277微米的 PPLN晶体后， 一阶倍频光的波长为 525nm, 二阶倍频光的波长为 495nm, 三阶倍频光的波长为 470nm。 如果激光晶体 2 的输出激光波长为 1342nm, 则采用极化周期为 2.137微米的 PPLN晶体作为 周期性极化晶体时，产生的一阶倍频光的波长为 610nm,二阶倍频光的波长为 525nm, 三阶倍频光的波长为 470nm。 当然， 也可以让激光晶体 2同时输出两 种波长的激光作为两个基频光，但并不是每个波长的激光输入到具有任意一个 极化周期的周期性极化晶体都能够实现准相位匹配，因为对于一个具有特定的 极化周期值的周期性极化晶体，只有很窄的一个波长范围内基频光能够在该周 期性极化晶体中达到准相位匹配， 输出各阶倍频光。 例如， 对于极化周期为 4.277微米的 PPLN晶体中， 只有波长在 1064nm附近范围内的基频光输入到 该晶体中后可以输出倍频光； 而对于极化周期为 2.137微米的 PPLN晶体， 只 有波长在 1342nm附近范围内的基频光输入到该晶体中后可以输出倍频光。 综上， 通过选择周期性极化晶体的材料以及极化周期 Λ可以对各阶倍频 光的波长进行选择，在实际中可以根据最终所要求的各阶光的波长决定采用的 周期性极化晶体的材料、个数以及极化周期。例如，在实际的激光显示装置中， 需要提供光源装置能够输出三种基色的输出光， 因此在基频光的波长为 1342nm时通常可以利用一阶倍频光、 二阶倍频光和三阶倍频光作为三基色输 出。 另一方面，周期性极化晶体的周期性极化占空比 ξ决定了从周期性极化晶 体输出的各阶倍频光的光强。 各阶倍频光的光强与各自的电矢量大小的平方成正比，而电矢量的大小又 与准相位匹配（ QPM )有效非线性系数 D成正比。 各阶倍频光的 QPM有效系 数的表达式如下：
(式子 3 ) 式子 3中 m为倍频阶数， ξ为周期性极化占空比， deff为由晶体特性决定 的有效非线性系数， 对于每一块周期性极化晶体晶体， deff为常数。 结合式子 3可以看出， 在周期性极化晶体材料和极化周期 Λ已知的前提 下， 各阶倍频光的光强与该周期性极化晶体的周期性极化占空比 ξ有关。 例如， 对于极化周期为 4.277微米的 PPLN晶体， 如果周期性极化占空比 为 50%,则输出的波长为 495nm的二阶倍频光的强度为 0,输出的波长为 525nm 的一阶倍频光与波长为 470nm的三阶倍频光的光强比为 9:1。对于极化周期为 2.137微米的 PPLN 晶体， 如果周期性极化占空比为 25%, 则输出的波长为 61 Onm的一阶倍频光与波长为 525nm的二阶倍频光的光强比为 2： 1。
综上， 当周期性极化晶体的材料以及极化周期 Λ 已知后， 可以通过选择 不同的周期性极化占空比 ξ, 实现对各阶倍频光输出光强的选择。
另外， 各阶倍频光的输出光强还与周期性极化晶体的长度的平方成正比。 当周期性极化晶体组合 3中的周期性极化晶体为多个时，所有周期性极化 晶体可以彼此间隔一定距离依次沿着光路排列，当然也可以彼此无间隔的在沿 着光路的方向固定在一起。本实施例中，优选的将多个周期性极化晶体无间隔 的固定在一起，这样可以进一步提高整个光源模块的紧凑型，进一步缩小体积。
为了防止激光晶体产生的部分基频光从谐振腔中输出，导致对后续的光源 输出光性能造成过大影响，在实际中限制谐振腔的两个腔镜在本实施例中可以 设计成对基频光全反或高反， 这样不仅能够减少基频光的外漏，还可以使基频 光在谐振腔内充分振荡， 提高整个光源的倍频光的输出强度。
本实施例中优选的在谐振腔 7的激光输出端（在图 1中为腔镜 5—侧的输 出端）外的光路中设置用于滤掉不需要的倍频光的滤波器。 例如， 通过设置相 应的滤波器， 滤掉波长没有落在红、 绿和蓝三色波长范围内的倍频光。 另外， 需要指出的是： 三基色光源的红绿蓝三色光的波长通常取如下优选的范围： 红 光波长为 605 ± 5nm, 绿光波长为 530 ± 10 nm, 蓝光波长优选为 470± 10nm。 在上 述范围的约束下， 虽然某些光的波长从频谱角度划分属于三色光中的一种，但 波长并没有落在上述范围内， 例如 1064nm的基频光入射到极化周期为 4.277 微米的 PPLN晶体后， 产生的波长为 495nm的二阶倍频光从频谱的角度看属 于绿光， 但由于波长不在 530 ± 10 nm范围内， 所以通常不被用于充当三基色光 源的绿光光源，所以在实际中需要通过设计 PPLN晶体的周期性极化占空比或 者设置能够滤掉该波长光的滤波器， 使波长为 495nm的倍频光输出功率成为 零。 但在色域更广的四基色甚至五基色等更多基色的光源中， 上述 495nm的 绿光仍然可以保留。
另外， 图 1中所示的谐振腔的形状为直形腔， 实际上谐振腔的形状还可是 L形腔、 Z形腔或环形腔。 例如采用如图 3中所示的 L形谐振腔。 在图 3中未 示出泵浦源，采用 L形谐振腔的激光显示光源光路不再是一条直线，并且在激 光晶体 2和周期性极化晶体 3之间增加了一个改变光路方向的反射镜 8。 相对 于图 1所示的直形腔， L形谐振腔和其他形式的谐振腔便于激光晶体的光束大 'J、和倍频晶体的光束大小的分别优化。 在实际中， 上述周期性极化晶体的形态可以是块状结构也可以是波导结 构。 由于本实施例提供的激光显示光源中只需要利用单一的周期性极化晶体 器件即可实现输出多阶倍频光， 例如红绿蓝三色激光， 当然也可以是更多基色 的激光。并且通过对周期性极化晶体的周期性极化占空比的选择可以实现对各 阶倍频光的输出光强的选择。 相对于现有技术， 整个光源模块的结构紧凑， 能 够有效地节约光源模块的体积， 降低能耗， 使得激光显示光源更利于产业化。 在激光显示中， 为了达到所需的白平衡，对光源的红绿蓝三色输出光的光 强比有特定的要求， 例如要求红绿蓝三色光的光强比为 1 :6:3。 在已知所需的 红绿蓝三色光的光强比时， 可以通过灵活选择周期性极化晶体的材料、 个数、 极化周期 Λ以及周期性极化占空比 ξ, 使得输出的红、 绿和蓝光的光强比满足 所需的要求。 所需白平衡不同， 激光显示光源的设置也相应进行调整， 以下以 几个具体的实施例举例说明。 实施例二 在本实施例中， 所需白平衡要求红绿蓝三色光的光强比为 3:6: 1。 如图 3 所示， 本实施例中的激光显示光源中的泵浦源 1采用输出光波长为 808nm的 激光二极管， 激光晶体 2采用 Nb:YV04晶体， 周期性极化晶体组合 3中包含 两个周期性极化晶体， 均采用 PPLN晶体， 这两个 PPLN晶体的极化周期分别 为 4.277微米和 2.137微米。 在激光显示光源工作过程中， 激光晶体 2产生波 长分别为 1064nm和 1342nm的红外激光， 在这两种波长的红外激光经过周期 性极化晶体组合 3 的过程中， 波长为 1064nm的红外激光在经过极化周期为 4.277微米的 PPLN晶体时实现准相位匹配，产生的一阶倍频光波长为 525nm, 二阶倍频光的波长为 495nm, 三阶倍频光的波长为 470 波长为 1342nm的 红外激光在经过极化周期为 2.137微米的 PPLN晶体时实现准相配匹配， 产生 的一阶倍频光的波长为 610nm,二阶倍频光的波长为 525nm,三阶倍频光的波 长为 470 如前所述， 在本实施例中 组成周期性极化晶体组合的两个 PPLN晶体的 极化周期不同， 但周期性极化的占空比均为 50% 通过理论计算可以得出： 在波长为 1064nm的红外激光输入到极化周期为 4.277微米、周期性极化占空比为 50%的 PPLN晶体时，产生的一阶倍频光（波 长为 525nm, 属于绿光范围）、 二阶倍频光（波长为 495nm, 属于绿光范围） 和三阶倍频光（波长为 470nm, 属于蓝光范围）之间的光强之比为 9:0: 1 , 这 样从极化周期为 4.277微米、周期性极化占空比为 50%的 PPLN晶体输出的绿 光和蓝光的光强之比为 9:1。 在实际中， 由于作为三基色光源中绿光的优选波 长为 530 ± 10 nm, 上述二阶倍频光的波长虽然从频谱的角度看属于绿光范围， 但在实际中通常不作为三基色光源的绿光光源使用，所以本实施例中通过选择 特定的 PPLN晶体的周期性极化占空比， 使得该波长的倍频光输出光强为零。 但在色域更广的四基色甚至五基色等更多基色的光源中， 上述 495nm的绿光 仍然可以保留。 在波长为 1342nm的红外激光输入到极化周期为 2.137微米、 周期性极化 占空比为 50%的 PPLN晶体时， 产生的一阶倍频光（波长为 610nm, 属于红光 范围）、 二阶倍频光（波长为 525nm, 属于绿光范围）、 三阶倍频光（波长为 470nm, 属于蓝光范围）之间的光强之比为 9:0:1 , 这样从极化周期为 2.137微 米、 周期性极化占空比为 50%的 PPLN 晶体输出的红光和蓝光的光强之比为 9: 1。 由于输出倍频光的光强与周期性极化晶体的长度平方成正比，在两种基频 光（即波长分别为 1064nm和 1342nm的红外激光 ) 的光强相同时， 只需要使 上述极化周期为 4.277微米、周期性极化占空比为 50%的 PPLN晶体与极化周 期为 2.137微米、 周期性极化占空比为 50%的 PPLN晶体的长度之比等于 7? , 即可实现最终从激光显示光源输出的红、 绿和蓝光之间的光强比为 3:6:1。
实施例三 在本实施例中所需白平衡仍要求红绿蓝三色光的光强比为 3:6:1。 图 4示 出了本实施例提供的激光显示光源的示意图，本实施例与实施例二的不同仅在 于组成周期性极化晶体组合 3的两个 PPLN晶体的周期性极化占空比不同。 本实施例中采用的两个 PPLN晶体的极化周期仍为 2.137微米和 4.277微 米， 但周期性极化占空比分别为 22%和 46%。 通过理论计算可以得出： 在波长为 1342nm的红外激光输入到极化周期为 2.137微米、周期性极化占空比为 22%的 PPLN晶体时，产生的一阶倍频光（波 长为 610nm, 属于红光范围）、 二阶倍频光（波长为 525nm, 属于绿光范围）、 三阶倍频光（波长为 470nm, 属于蓝光范围 )之间的光强之比为 5:3: 1 , 这样， 从极化周期为 2.137微米、 周期性极化占空比为 22%的 PPLN晶体输出的红、 绿和蓝光的光强之比为 5:3: 1。 在波长为 1064nm的红外激光输入到极化周期为 4.277微米、 周期性极化 占空比为 46%的 PPLN晶体时， 产生的一阶倍频光（波长为 525nm, 属于绿光 范围）、 二阶倍频光（波长为 495nm, 属于绿光范围）和三阶倍频光（波长为 470nm,属于蓝光范围）之间的光强之比为 10:0.2:1 ,这样，从极化周期为 4.277 微米、周期性极化占空比为 46%的 PPLN晶体输出的作为三基色光源的绿光和 蓝光之比为 10:1。 需要说明的是， 由于作为三基色光源中绿光的优选波长为 530 ± 10 nm, 因此上述二阶倍频光的波长虽然从频谱的角度看属于绿光范围， 但在实际中通常不作为三基色光源的绿光光源使用，这样从 PPLN晶体输出的 占 0.2个比例的二阶倍频光需要被滤掉，可以通过设置能够滤掉 495nm波长光 的滤波器实现。但在色域更广的四基色甚至五基色等更多基色的光源中， 上述 495nm的绿光仍然可以保留。 由于输出倍频光的光强与周期性极化晶体的长度平方成正比，在两种基频 光（即波长分别为 1064nm和 1342nm的红外激光 ) 的光强相同时， 只需要使 上述极化周期为 2.137微米、周期性极化占空比为 22%的 PPLN晶体与极化周 期为 4.277微米、周期性极化占空比为 46%的 PPLN晶体的长度之比等于 VT? , 即可实现最终激光显示光源输出的红、 绿和蓝光之间的光强比为 3:6:1。
实施例四 在本实施例中， 所需白平衡要求红绿蓝三色光的光强比仍为 3:6:1。 本实 施例提供的激光显示光源与实施例三的不同在于： 激光晶体仅输出一个基频 光， 即波长为 1342nm的红外激光， 周期性极化晶体组合 3中包含两个周期性 极化晶体， 分别为极化周期为 2.137微米、 周期性极化占空比为 19%和极化周 期为 0.953微米、 周期性极化占空比为 50%的 PPLN晶体。
通过理论计算可以得出： 在波长为 1342nm的红外激光输入到极化周期为 2.137微米、 周期性极化占空比分别为 19%的 PPLN晶体时， 产生的一阶倍频 光（波长为 610nm, 属于红光范围）、 二阶倍频光（波长为 525nm, 属于绿光 范围）、三阶倍频光（波长为 470nm, 属于蓝光范围）之间的光强之比为 3:2: 1 , 这样， 从极化周期为 2.137微米、 周期性极化占空比分别为 19%的 PPLN晶体 输出的红、 绿和蓝光的光强之比为 3:2:1。
在波长为 1342nm的红外激光输入到极化周期为 0.953微米、 周期性极化 占空比为 50%的 PPLN晶体时，产生的一阶倍频光的波长为 525nm,属于绿光 范围， 二阶倍频光的光强为零， 三阶倍频光的波长已经在可见光之外， 这样， 从极化周期为 0.953微米、 周期性极化占空比为 50%的 PPLN晶体输出的红、 绿和蓝光的光强之比为 1 :0:0。 由于输出倍频光的光强与周期性极化晶体的长度平方成正比，只需要使上 述极化周期为 2.137微米、周期性极化占空比为 19%的 PPLN晶体与极化周期 为 0.953微米、 周期性极化占空比为 50%的 PPLN晶体的长度之比等于 2.5 , 即可实现最终激光显示光源输出的红、 绿和蓝光之间的光强比为 3:6:1。
实施例五 本实施例相应提供一种激光显示系统，如图 5所示，该激光显示系统包括： 激光显示光源 21、 光学引擎 22和成像单元 23。 其中激光显示光源 21采用上 述实施例一至实施例四中的任意一个方案， 这里不再赘述。 激光显示光源 21 用于输出多阶倍频光；光学引擎 22用于接收激光显示光源 21输出的多阶倍频 光， 并根据输入的图像编码信号对所述多阶倍频光进行调制，输出调制后的光 信号； 成像单元 23用于接收所述光学引擎 22输出的调制后的光信号， 并进行 成像显示。 具体地， 激光显示光源 21输出满足预定要求的多基色激光（例如 三基色光）到光学引擎 22中， 光学引擎 22可以包括将多基色激光进行合束的 器件， 匀场器件， 以及根据输入的图像编码信号对多基色激光进行调制的光调 制器件， 成像单元 23用于将从光学引擎 22中输出的激光进行成像显示。
由于本实施例中的激光显示系统的光源模块的结构紧凑，能够有效地节约 光源模块的体积， 降低能耗， 从而也相应减小了整个显示系统的体积和能耗。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通 技术人员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
& 2004-. All rights reserved.}