CN112334803A - 模式噪声缓解器以及相关联的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于缓解模式噪声的方法包括在与多模光纤的光纤段内的光纤轴线正交的至少第一方向上向所述多模光纤的所述光纤段施加时变机械力。一种用于多模光纤的模式噪声缓解器包括致动器，所述致动器被配置为在与所述多模光纤的光纤段内的光纤轴线正交的至少第一方向上向所述多模光纤的所述光纤段施加时变机械力。

Description

模式噪声缓解器以及相关联的方法
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2018年6月18日提交的美国临时专利申请号62/686,441、于2018年9月17日提交的欧洲专利申请号18194857.1的优先权权益，每个专利申请通过引用以其全文并入本文。
背景技术
基于激光器的数字投影仪正在逐步替代基于电灯的数字投影仪应用于电影院。取决于设计和实施方式，相比于基于电灯的投影仪，基于激光器的数字投影仪可能更有优势，如图像质量增强、使用寿命延长、可靠性提高以及功率消耗降低。然而，基于激光器的数字投影仪可能会在投影图像中引入伪影。
发明内容
本文公开的实施例缓解了前述与基于激光器的数字投影仪相关联的图像伪影。在第一方面，一种用于缓解来自多模光纤的光中的模式噪声的方法包括：在与所述多模光纤的光纤段内的光纤轴线正交的至少第一方向上向所述多模光纤的所述光纤段施加时变机械力。在第二方面，一种用于多模光纤的模式噪声缓解器包括致动器，所述致动器被配置为：在与所述多模光纤的光纤段内的光纤轴线正交的至少第一方向上向所述多模光纤的所述光纤段施加时变机械力。
附图说明
图1是包括多模光纤的基于激光器的数字投影仪的示意图。
图2是在实施例中用于图1的多模光纤的模式噪声缓解器的示意图。
图3是在实施例中在图2的模式噪声缓解器的弹性耦接器中的光纤段的截面视图。
图4是在实施例中包括图2的模式噪声缓解器和图1的多模光纤的模式噪声缓解光纤中继器的示意图。
图5是图示了在实施例中用于缓解来自多模光纤的光中的模式噪声的方法的流程图。
具体实施方式
图1是基于激光器的数字投影仪100的示意图，所述基于激光器的数字投影仪100包括激光器110、多模光纤120、图像引擎130和投影光学器件140。激光器110生成光112，多模光纤120引导光112并将其输出为光122，图像引擎130接收光122。图像引擎130将图像赋予到光122上以产生经空间调制的光132。投影光学器件140将经空间调制的光132的至少一部分投影为投影光142，所述投影光142朝向屏幕150传播，所述屏幕150显示图像152。这种基于激光器的数字投影仪的问题在于：图像152包括如亮度不均匀区域154所表示的伪影，而在这种情况下亮度应当为恒定的。亮度不均匀区域154可能是由多模光纤120的模式噪声导致的。
图2是用于多模光纤120(下文中称为“光纤120”)的模式噪声缓解器200的示意图。模式噪声缓解器200包括致动器210，并且还可以可选地包括光纤保持器220和支撑件230。模式噪声缓解器200包括弹性耦接器232。例如，支撑件230可以包括弹性耦接器232。弹性耦接器232可以包括弹性材料234。
光纤120包括输入端121、输出端129以及在它们之间的光纤段125。输入端121和输出端129中的至少一个可以被连接器化(connectorized)。光纤段125具有光纤轴线125A。光纤轴线125A的方向(例如，光纤段125的开始和/或结束处)限定坐标系298的z方向，在本文中、并且除非另外说明，对由x、y或z中的至少一个所表示的方向或平面的提及引用坐标系298。
致动器210可以是振动马达、偏心旋转质量致动器、线性谐振致动器、压电致动器或其组合。致动器210被配置为在与光纤轴线125A正交的第一方向上向光纤段125施加时变机械力214。例如，第一方向是x方向。时变机械力214可以包括在各自与光纤轴线125A正交的例如x方向和y方向上的两个正交分量。为了改善的模式噪声降低以及输出端129与时变机械力214的机械隔离，光纤段125可以相比于输出端129更靠近输入端121。
光纤段125具有长度126，所述长度126例如在五毫米到五十厘米之间。例如，当沿光纤段125的整个长度施加机械力214时，增加长度126可以使用于充分降低模式噪声所需的时变机械力214的最小幅度减小。长度126的下限(例如，五毫米)可以对应于时变机械力214的最小幅度大到足以损坏光纤段215的情况。弹性耦接器232可以至少部分地限定长度126的下限，例如，与弹性材料234的使得弹性材料维持其形状和/或弹性性质的最小空间尺寸相对应的长度。长度126的该下限可以是五毫米。
时变机械力214可以具有超过闪光融合阈值(例如，六十五赫兹)的时间基频214F。时间基频214F可以超过与具有高空间频率内容的图像相对应的闪光阈值。这种闪光阈值的示例是五百赫兹，如在以下文献中描述的：Davis等，“Humans perceive flickerartifacts at 500Hz(人类在500Hz下感知闪光伪影)”，Scientific Reports(科学报告)，2015；5:7861。
图像引擎130可以包括微机电(MEMs)反射镜的阵列，所述微机电反射镜被配置为以多个频率切换。所述多个频率中的频率对之间的差异对应于多个拍频。为了避免可能使图像152的图像质量降级的谐振，时间基频214F可以满足以下条件中的一个或多个：(a)频率214F不对应于任何这样的拍频，(b)频率214F是任何这样的拍频的至少五倍，以及(c)频率214F随时间变化，使得如果其在一时间段确实等于拍频，所述时间段小于闪光融合阈值的倒数。
光纤120上的时变机械力214在亮度不均匀区域154上施加时间变化，使得屏幕150的观看者不太容易感知到亮度不均匀区域154。在一个示例中，时变机械力214导致“扰乱”亮度不均匀区域154，使得亮度不均匀区域154以随机或伪随机的方式随时间变化。时变机械力214可以通过改变下列中的至少一个来扰乱亮度不均匀区域154：(a)光纤段125的截面形状、(b)光纤段125的局部曲率、(c)光纤段125的折射率以及(d)光纤段125的长度。截面形状和折射率可以涉及光纤段125的纤芯和包层中的任何一个或两个。以这种方式改变光纤段125结果是光纤段125的被允许的传播模式是由时变机械力214确定的时变函数。
当模式噪声缓解器200包括光纤保持器220时，光纤保持器220被配置为将输出端129维持在不受时变机械力214影响的位置处。该位置例如相对于输入端121(图2)和图像引擎130(图1)中的一个或两个静止不动。
在包括支撑件230的模式噪声缓解器200的实施例中，支撑件230被配置为保持光纤段125。当支撑件230包括弹性耦接器232时，弹性耦接器232将致动器210机械地耦接到光纤段125，使得致动器210经由弹性耦接器232向光纤段125施加时变机械力214。在示例中，致动器210向弹性耦接器232施加时变机械力212，使得弹性耦接器232向光纤段125施加时变机械力214。时变机械力212具有大小和方向两者，每个都可以随时间变化。
当弹性耦接器232包括弹性材料234时，弹性材料234可以具有在一千帕斯卡到十兆帕斯卡之间的杨氏模量。弹性材料234可以包括固体泡沫、凝胶或其组合，或由以上材料形成。致动器210可以至少部分地嵌入弹性耦接器232和/或弹性材料234中。
光纤段125可以至少部分地嵌入(径向地和/或纵向地)弹性耦接器232和/或弹性材料234中。例如，弹性材料234部分或完全地径向地包围光纤段125，即绕z轴。沿着z轴，至少部分地嵌入(径向地)弹性材料234中的光纤段的长度126可以小于或等于光纤段125的长度126。长度126可以由至少部分地嵌入弹性材料234中的光纤120的长度来限定。
致动器210和弹性耦接器232可以被配置为使得力212和214在幅度、基本时间频率和净方向中的至少一个方面不同。例如，力212可以具有非零x分量和零y分量
Figure BDA0002839518740000041
Figure BDA0002839518740000042
而力214可以通过弹性耦接器232的修改而具有非零x分量和非零y分量。弹性耦接器232可以具有相对于力212的方向的倾斜表面。例如，弹性耦接器232可以具有既不平行于也不垂直于x-y平面和y-z平面的倾斜表面，使得即使
Figure BDA0002839518740000043
且
Figure BDA0002839518740000044
力214也包括x分量和y分量两者。
模式噪声缓解器200可以被配置为通过压缩光纤段125来缓解亮度不均匀区域154。在实施例中，弹性耦接器232在垂直于光纤轴线125A的平面中至少部分地包围光纤段125，并且致动器210被配置为通过施加时变机械力212来压缩光纤段125。
模式噪声缓解器200可以被配置为通过弯曲光纤段125来缓解亮度不均匀区域154。在实施例中，弹性耦接器232至少部分地包围光纤段125，并且致动器210被配置为通过施加时变机械力212来弯曲光纤段125。
图3是作为弹性耦接器232的示例的弹性耦接器300中的光纤段125的截面视图。图3的截面视图平行于x-y平面。致动器210被配置为在弹性耦接器300上施加时变机械力312，使得弹性耦接器300向光纤段125施加时变机械力314。力312和314分别是时变机械力212和214的示例。时变机械力312具有与相对于x轴成角度312A相对应的方向。角度312A和时变机械力312的大小这两者中的一个或两个可以随时间变化。
致动器210可以嵌入或部分地嵌入弹性耦接器300中。在弹性耦接器300内，光纤段125和致动器210间隔开距离302，例如，当弹性材料234具有在一千帕斯卡到十兆帕斯卡之间的杨氏模量时，为提供足够的对机械力312的阻尼，所述距离302可以在二十毫米到三十毫米之间。在不脱离本实施例的范围的情况下，距离302可以小于二十毫米或大于三十毫米。
弹性耦接器300包括弹性材料234，并且还可以包括至少部分地包围弹性材料234的封壳336。封壳336例如是填充有弹性材料234的管或容纳弹性材料234的管。光纤段125可以悬浮在弹性材料234内。光纤段125可以在弹性材料234内抖动、振动或弯曲。例如，光纤段125可以在至少与光纤段125A正交的方向上、或在与光纤轴线125A正交的任何多个非平行方向上抖动、振动或弯曲。弹性材料234可以在垂直于光纤轴线125A的平面中至少部分地包围光纤段125。换句话说，光纤段125在弹性材料内浮动。
时变机械力312可以是一维的，例如沿如图3所图示的x方向。时变机械力312是一维的，例如当角度312A在任何时刻都等于两个值(这两个值在x-y平面中相差180°)中的任一个时。可以通过弹性耦接器300的形状和材料中的一个或两个来配置所述弹性耦接器300，使得机械力312对弹性耦接器300的作用导致时变机械力314具有x分量和y分量两者，以使得光纤段125可以在x方向和y方向中的一个或两个上振动、弯曲和/或抖动。为了在机械力312具有单一方向分量时促进这种x与y运动之间的结合，弹性耦接器300可以包括倾斜表面304，所述倾斜表面304被配置为相对于一维的时变力312倾斜。由于光纤段125悬浮在弹性材料内，当向弹性材料施加时变机械力时，所述弹性材料变形。变形通过弹性材料传播并到达悬浮在其中的光纤段。在弹性材料上或其内部施加时变机械力时，光纤段可以在弹性材料内弯曲、振动或抖动。换句话说，经由弹性耦接器(例如，弹性耦接器的弹性材料)向光纤段施加了时变机械力。弯曲、振动或抖动可发生在例如与光纤轴线正交的任何方向上。弹性材料使施加的机械力阻尼。弹性材料使光纤段的运动阻尼，从而促进将时变机械力施加到光纤段上。光纤段的运动(例如，弯曲、振动或抖动运动)是由该阻尼力引起的。由于光纤段悬浮在弹性材料内，因此光纤段沿光纤轴线的每个截面都以略微不同的方式被阻尼，从而有助于使光纤段在弹性材料内的运动随机化。例如，弹性材料的变形受以下因素影响：弹性材料的弹性、在光纤段的每个截面处来自弹性材料边界的变形的反射等。通过弹性材料使光纤段的运动随机化改善了对多模光纤中的模式噪声的缓解。
双向振动、弯曲或抖动可能比单向双向振动、弯曲或抖动更有优势。例如，双向振动、弯曲或抖动在使亮度不均匀区域154随机化中可能更有效，并且因此在缓解所述噪声从而使得人类观察者较不容易观察到噪声中更有效。
光纤120的性质可以确定经由时变机械力214施加在其上的抖动和弯曲的幅度。时变机械力214可以抖动光纤段125，以使亮度不均匀区域154充分随机化。当抖动是正弦的，抖动幅度为Ad并且基本角频率为ω时，对应的最大加速度为Adω2。因此，可以确定抖动幅度Ad和角频率ω，使得时变机械力214施加足够的力(经由对应的最大加速度Adω2)，以使亮度不均匀区域154充分随机化。例如，抖动幅度超过光纤120的纤芯直径。例如，纤芯直径在五十微米到八百微米之间。
类似地，为了通过弯曲使亮度不均匀区域154充分随机化，时变机械力214可以将光纤段125弯曲至小于光纤120的最大弯曲曲率κmax的曲率κ。曲率κ＝R-1，其中，R指示光纤120的曲率半径，并且
Figure BDA0002839518740000061
其中，Rmin是光纤120的最小弯曲半径。最小弯曲半径Rmin例如是光纤120的包层直径的一百二十倍。包层直径例如在一百微米到一毫米之间。
图4是模式噪声缓解光纤中继器400的示意图。模式噪声缓解光纤中继器400包括模式噪声缓解器200、光纤125和壳体410，所述壳体410气密密封光纤120或光纤120的至少包括光纤段125的一部分。光纤120上的机械力214可能会加速光纤120的老化过程和故障出现的机会。例如，反复暴露于机械力214可能会过早地在光纤120中形成细微的裂纹，环境水蒸气可能渗透进入所述细微的裂纹中。这种渗透可能导致裂纹扩大并引发光纤120的性能降级。用壳体410气密密封至少光纤段125缓解了这种风险。模式噪声缓解光纤中继器400还可以包括一个或多个光纤保持器220，所述光纤保持器被配置为将输入端121和输出端129的位置相对于彼此固定。一个或多个光纤保持器220可以集成到模式噪声缓解器200中或与所述模式噪声缓解器200分离。
图5是用于缓解来自多模光纤的光中的模式噪声的方法500的流程图。方法500包括步骤510、530和540中的至少一个。步骤510、530和540中的至少任何两个可以被同时执行。
步骤510包括在与多模光纤的光纤段内的光纤轴线正交的至少第一方向上向所述多模光纤的光纤段施加时变机械力。在步骤510的示例中，致动器210向图2的光纤120的光纤段125施加时变机械力214。在该示例中，时变机械力214包括与光纤段125内的光纤120的光纤轴线正交的分量。
步骤510可以包括步骤511、512、514、516和步骤520中的至少一个。步骤511包括弯曲光纤段；例如，致动器210弯曲光纤段125。步骤512包括压缩光纤段；例如，致动器210压缩光纤段125。步骤514包括使光纤段的包层和纤芯中的至少一个变形。在步骤514的示例中，致动器210使光纤段125的包层和纤芯中的至少一个变形。
当光纤段嵌入弹性材料中时，步骤510可以包括步骤516。步骤516包括向弹性材料施加时变机械力。在步骤516的示例中，致动器210向图2的弹性耦接器232施加时变机械力212。
步骤518包括引起由所述多模光纤的输出端所发射的激光的模式噪声上的时间变化。在518的示例中，致动器210向光纤段125施加时变机械力214(步骤510)会引起图1的亮度不均匀区域154上的时间变化。
步骤520包括在均与光纤轴线正交的两个相应非平行方向上向光纤段施加两个时变机械力。当步骤510包括步骤520时，可以同时或交替地施加每个时变力。时变机械力中的至少一个可以是正弦的。当这两个时变机械力都包括相应的正弦分量时，相应的正弦分量的相位和基频可以相同或可以不同，例如，以使亮度不均匀区域154充分随机化。在步骤520的示例中，致动器210向光纤段125施加时变机械力214，其中，时变机械力214包括x分量和y分量。
步骤520可以包括步骤522，所述步骤522包括在两个相应非平行方向的每个方向上抖动光纤段。在步骤522的示例中，致动器210同时或交替地在x方向和y方向上抖动光纤段125。致动器210可以(a)在第一多个时间间隔期间在±x方向上并且(b)在与所述第一多个时间间隔交错的第二多个时间间隔期间在±y方向上抖动光纤段125。
方法530可以包括步骤532、534和536中的至少一个。步骤532包括生成激光。在步骤532的示例中，激光器110生成光112。步骤534包括将激光耦合到多模光纤的输入端。在步骤534的示例中，光112被耦合到光纤120的输入端121。
步骤536包括投影由多模光纤的输出端发射的激光的至少一部分，以在屏幕上形成图像。在步骤536的示例中，投影光学器件140对投影光142进行投影，以在屏幕150上形成图像152。步骤536可以包括步骤537，所述步骤537包括将输出端维持在相对于输入端静止不动的位置处。在步骤537的示例中，光纤保持器220将输出端129维持在相对于输入端121静止不动的位置处。
步骤540包括在步骤510中施加时变机械力期间，将多模光纤的输出端维持在相对于多模光纤的输入端不受时变机械力影响的位置处。在步骤540的示例中，光纤保持器220将输出端129维持在相对于输入端121不受时变机械力214影响的位置处。
在不脱离本发明的范围的情况下，可以对上述方法和系统进行改变。因此，应当注意，包含在以上说明书中或在附图中示出的内容应当被解释为说明性的而不是限制性的意义。在本文中，除非另有说明，否则形容词“示例性”是指用作示例、实例或说明。以下的权利要求旨在涵盖本文所描述的所有一般特征和特定特征，以及本方法和系统的范围的所有陈述在语言上可以被说成落在其间。
可以从以下列举的示例实施例(EEE)中理解本发明的各个方面：
1.一种模式噪声缓解方法，包括：
在与多模光纤的光纤段内的光纤轴线正交的至少第一方向上向所述多模光纤的所述光纤段施加时变机械力。
2.如EEE 1所述的方法，还包括：在施加所述时变机械力时，将所述多模光纤的输出端维持在不受所述时变机械力影响的位置处。
3.如EEE 2所述的方法，在所述维持的步骤中，所述位置相对于所述多模光纤的输入端静止不动。
4.如EEE 1至3中任一项所述的方法，在所述施加的步骤中，所述光纤段相比于所述多模光纤的输出端更靠近所述多模光纤的输入端。
5.如EEE 1至4中任一项所述的方法，所述时变机械力具有超过六十五赫兹的时间基频。
6.如EEE 1至5中任一项所述的方法，所述时变机械力具有超过五百赫兹的时间基频。
7.如EEE 1至6中任一项所述的方法，所述施加的步骤包括在均与所述光纤轴线正交的两个相应非平行方向上向所述光纤段施加两个时变机械力。
8.如EEE 7所述的方法，所述施加两个时变机械力的步骤包括在所述两个非平行方向的每个方向上抖动所述光纤段。
9.如EEE 8所述的方法，所述抖动具有小于所述光纤的纤芯直径的幅度。
10.如EEE 1至9中任一项所述的方法，所述施加时变机械力的步骤包括弯曲所述光纤段。
11.如EEE 1至10中任一项所述的方法，所述施加时变机械力的步骤包括压缩所述光纤段。
12.如EEE 1至11中任一项所述的方法，所述施加时变机械力的步骤包括使所述光纤段的包层和纤芯中的至少一个变形。
13.如EEE 1至12中任一项所述的方法，所述光纤段嵌入弹性材料中，所述施加时变机械力的步骤包括向所述弹性材料施加所述时变机械力。
14.如EEE 1至13中任一项所述的方法，所述施加时变机械力的步骤包括引起由所述多模光纤的输出端所发射的激光的模式噪声上的时间变化。
15.如EEE 1至14中任一项所述的方法，还包括在施加所述时变机械力时：
生成所述激光；
将所述激光耦合到所述多模光纤的输入端；以及
投影由所述多模光纤的输出端发射的所述激光的至少一部分，以在屏幕上形成图像。
16.如EEE 15所述的方法，还包括：在所述投影的步骤期间，将所述输出端维持在相对于所述输入端静止不动的位置处。
17.如EEE 15或EEE 16所述的方法，所述时变机械力具有超过六十五赫兹的时间基频。
18.一种模式噪声缓解器，包括：
致动器，所述致动器被配置为在与多模光纤的光纤段内的光纤轴线正交的至少第一方向上向所述多模光纤的所述光纤段施加时变机械力。
19.如EEE 18所述的模式噪声缓解器，还包括：光纤保持器，所述光纤保持器被配置为将所述多模光纤的输出端维持在不受所述时变机械力影响的位置处。
20.如EEE 19所述的模式噪声缓解器，所述位置相对于所述多模光纤的输入端静止不动。
21.如EEE 18至20中任一项所述的模式噪声缓解器，还包括：支撑件，所述支撑件被配置为保持所述光纤段，所述支撑件包括将所述致动器机械地耦接到所述光纤段的弹性耦接器，使得所述致动器被配置为经由所述弹性耦接器向所述多模光纤施加所述时变机械力。
22.如EEE 21所述的模式噪声缓解器，所述弹性耦接器至少部分地包围所述光纤段，所述致动器被配置为通过施加所述时变机械力来压缩所述光纤段。
23.如EEE 21或EEE 22所述的模式噪声缓解器，所述弹性耦接器至少部分地包围所述光纤段，所述致动器被配置为通过施加所述时变机械力来弯曲所述光纤段。
24.如EEE 21至23中任一项所述的模式噪声缓解器，所述弹性耦接器在所述光纤段与所述致动器之间具有在二十毫米到三十毫米之间的厚度。
25.如EEE 21至24中任一项所述的模式噪声缓解器，所述弹性耦接器由具有在一千帕斯卡到十兆帕斯卡之间的杨氏模量的材料形成。
26.如EEE 21至25中任一项所述的模式噪声缓解器，所述弹性耦接器包括固体泡沫。
27.如EEE 21至26中任一项所述的模式噪声缓解器，所述时变机械力具有超过六十五赫兹的时间基频。
28.如EEE 18至27中任一项所述的模式噪声缓解器，所述致动器还被配置为在均与所述光纤轴线正交的两个相应非平行方向上向所述光纤段施加两个时变机械力。
29.一种模式噪声缓解光纤中继器，包括：
如EEE 18至28中任一项所述的模式噪声缓解器；以及
所述多模光纤，所述光纤段被气密密封。
30.一种模式噪声缓解光纤中继器，包括：
如EEE 18至28中任一项所述的模式噪声缓解器；
所述多模光纤；以及
一个或多个光纤保持器，所述一个或多个光纤保持器被配置为将所述多模光纤的输入端和输出端的位置相对于彼此固定。
31.如EEE 30所述的模式噪声缓解光纤中继器，所述光纤段相比于所述输出端更靠近所述输入端。

Claims (22)

1.一种模式噪声缓解方法，包括：
在与多模光纤的光纤段内的光纤轴线正交的至少第一方向上向所述多模光纤的所述光纤段施加时变机械力，所述光纤段嵌入并悬浮在弹性材料内，并且所述施加所述时变机械力的步骤包括向所述弹性材料施加所述时变机械力，使得所述机械力被所述弹性材料阻尼，并且所述光纤段在所述弹性材料内在至少所述第一方向上振动、抖动和/或弯曲。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：在施加所述时变机械力时，将所述多模光纤的输出端维持在不受所述时变机械力影响的位置处。
3.如权利要求2所述的方法，在所述维持的步骤中，所述位置相对于所述多模光纤的输入端静止不动。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，所述施加的步骤包括：在均与所述光纤轴线正交的两个相应非平行方向上向所述光纤段施加两个时变机械力。
5.如权利要求4所述的方法，所述施加所述两个时变机械力的步骤包括：在所述两个非平行方向的每个方向上抖动所述光纤段。
6.如权利要求5所述的方法，所述抖动具有超过所述光纤的纤芯直径的幅度。
7.如权利要求5或6所述的方法，所述抖动在第一多个时间间隔期间在所述两个非平行方向中的第一方向上，以及在第二多个时间间隔期间在所述两个非平行方向中的第二方向上，所述第二多个间隔与所述第一多个间隔交错。
8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，所述施加所述时变机械力的步骤包括：弯曲和/或压缩所述光纤段。
9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，所述施加所述时变机械力的步骤包括：使所述光纤段的包层和纤芯中的至少一个变形。
10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，所述施加所述时变机械力的步骤包括：引起由所述多模光纤的所述输出端发射的所述激光的模式噪声上的时间变化。
11.如权利要求1至10中任一项所述的方法，还包括在施加所述时变机械力时：
生成所述激光；
将所述激光耦合到所述多模光纤的输入端；以及
投影由所述多模光纤的输出端发射的所述激光的至少一部分，以在屏幕上形成图像。
12.一种模式噪声缓解器，包括：
致动器，所述致动器被配置为在与多模光纤的光纤段内的光纤轴线正交的至少第一方向上向所述多模光纤的所述光纤段施加时变机械力，
弹性耦接器，所述弹性耦接器被配置为将所述光纤段机械地耦接到所述致动器，所述弹性耦接器包括弹性材料，
所述光纤段嵌入并悬浮在所述弹性材料内，并且所述致动器被配置为向所述弹性耦接器的所述弹性材料施加所述时变机械力，使得所述机械力被所述弹性材料阻尼。
13.如权利要求12所述的模式噪声缓解器，其中，所述弹性材料是以下材料的组中的一个：固体泡沫、凝胶及其组合。
14.如权利要求12或13中任一项所述的模式噪声缓解器，所述弹性材料具有在一千帕斯卡到十兆帕斯卡之间的杨氏模量。
15.如权利要求12至14中任一项所述的模式噪声缓解器，还包括光纤保持器，所述光纤保持器被配置为将所述多模光纤的输出端维持在不受所述时变机械力影响的位置处。
16.如权利要求15所述的模式噪声缓解器，所述位置相对于所述多模光纤的输入端静止不动。
17.如权利要求12至16中任一项所述的模式噪声缓解器，所述弹性耦接器至少部分地包围所述光纤段，所述致动器被配置为通过施加所述时变机械力来压缩和/或弯曲所述光纤段。
18.如权利要求12至17中任一项所述的模式噪声缓解器，所述弹性耦接器在所述光纤段与所述致动器之间具有在二十毫米到三十毫米之间的厚度。
19.如权利要求12至18中任一项所述的模式噪声缓解器，所述致动器还被配置为在均与所述光纤轴线正交的两个相应非平行方向上向所述光纤段施加两个时变机械力。
20.如权利要求19所述的模式噪声缓解器，所述致动器被配置为在第一多个时间间隔期间在所述两个非平行方向中的第一方向上抖动所述光纤段，以及在第二多个间隔期间在所述两个非平行方向中的第二方向上抖动所述光纤段，所述第二多个间隔与所述第一多个间隔交错。
21.一种模式噪声缓解光纤中继器，包括：
如权利要求14至20中任一项所述的模式噪声缓解器，
所述多模光纤，
用于气密密封所述光纤段的壳体。
22.如权利要求21所述的模式噪声缓解光纤中继器，还包括：
一个或多个光纤保持器，所述一个或多个光纤保持器被配置为将所述多模光纤的输入端和输出端的位置相对于彼此固定。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117519489A (zh) * 2024-01-08 2024-02-06 同济大学浙江学院 振动触觉致动器及控制方法、评估方法和可穿戴康复装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1112802A (zh) * 1993-07-23 1995-11-29 施奈德电子无线电广播工厂有限公司 视频投影系统
US20030228098A1 (en) * 2002-06-05 2003-12-11 Vladimir Sidorovich Optical beam generating and shaping device
CN201622390U (zh) * 2010-01-20 2010-11-03 安徽华东光电技术研究所 一种激光投影显示系统
CN103364956A (zh) * 2012-03-29 2013-10-23 山东浪潮华光光电子股份有限公司 一种光纤输出激光均匀化消散斑的方法及装置
US20160146998A1 (en) * 2013-07-15 2016-05-26 L.E.S.S. Ltd Coherent light waveguide illumination system with speckle noise reducer
CN205485084U (zh) * 2016-02-04 2016-08-17 福建中科晶创光电科技有限公司 一种激光消散斑系统
CN106933008A (zh) * 2015-12-30 2017-07-07 深圳市光峰光电技术有限公司 波长转换装置及包括该波长转换装置的投影系统
CN107203085A (zh) * 2016-03-18 2017-09-26 意法半导体股份有限公司 飞点类型的微型投影仪的投影mems设备及相关制造方法
CN108139662A (zh) * 2015-10-08 2018-06-08 大日本印刷株式会社 光学片、屏幕以及显示装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3430766A1 (de) * 1984-08-21 1986-03-06 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Anordnung zur modenmischung bzw. -anregung
JP2003156698A (ja) 2001-11-22 2003-05-30 Toshiba Corp レーザ光源装置
US7945130B2 (en) 2007-11-15 2011-05-17 General Photonics Corporation Mode scrambling apparatus for multimode fiber
KR101716917B1 (ko) 2009-08-10 2017-03-15 졸로 테크놀러지스, 아이엔씨. 다중모드 전송 광섬유를 이용한 광신호 노이즈 저감
US9366621B2 (en) 2012-04-19 2016-06-14 Zolo Technologies, Inc. In-furnace retro-reflectors with steerable tunable diode laser absorption spectrometer
WO2014062529A1 (en) * 2012-10-15 2014-04-24 Josh Hogan Enhanced oct measurement and imaging apparatus and method
DK3030163T3 (da) * 2013-08-08 2019-07-01 Global Bio Therapeutics Inc Klemmeindretning til minimalt invasive procedurer
WO2015066224A2 (en) * 2013-11-01 2015-05-07 Hogan Joshua Noel Josh Differential oct analysis system
US20170045690A1 (en) * 2015-08-12 2017-02-16 The Penn State Research Foundation Optical scramblers

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1112802A (zh) * 1993-07-23 1995-11-29 施奈德电子无线电广播工厂有限公司 视频投影系统
US20030228098A1 (en) * 2002-06-05 2003-12-11 Vladimir Sidorovich Optical beam generating and shaping device
CN201622390U (zh) * 2010-01-20 2010-11-03 安徽华东光电技术研究所 一种激光投影显示系统
CN103364956A (zh) * 2012-03-29 2013-10-23 山东浪潮华光光电子股份有限公司 一种光纤输出激光均匀化消散斑的方法及装置
US20160146998A1 (en) * 2013-07-15 2016-05-26 L.E.S.S. Ltd Coherent light waveguide illumination system with speckle noise reducer
CN108139662A (zh) * 2015-10-08 2018-06-08 大日本印刷株式会社 光学片、屏幕以及显示装置
CN106933008A (zh) * 2015-12-30 2017-07-07 深圳市光峰光电技术有限公司 波长转换装置及包括该波长转换装置的投影系统
CN205485084U (zh) * 2016-02-04 2016-08-17 福建中科晶创光电科技有限公司 一种激光消散斑系统
CN107203085A (zh) * 2016-03-18 2017-09-26 意法半导体股份有限公司 飞点类型的微型投影仪的投影mems设备及相关制造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117519489A (zh) * 2024-01-08 2024-02-06 同济大学浙江学院 振动触觉致动器及控制方法、评估方法和可穿戴康复装置
CN117519489B (zh) * 2024-01-08 2024-03-19 同济大学浙江学院 振动触觉致动器及控制方法、评估方法和可穿戴康复装置

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