CN116565696B - 一种能消除散斑效应的多波长列阵激光器 - Google Patents

Abstract

本发明属于激光设备技术领域，具体公开了一种能消除散斑效应的多波长列阵激光器，包括泵浦光输入结构、宽光谱半导体激光芯片、变周期非线性晶体和激光输出结构；泵浦光输入结构用于向所述宽光谱半导体激光芯片输入若干组平行的泵浦激光；宽光谱半导体激光芯片用于产生宽自发射辐射谱，所述宽光谱半导体激光芯片包括依次设置的高反镜、有源区和窗口层；变周期非线性晶体用于接收所述宽自发射辐射谱并对不同波长的激光进行相位匹配的频率转换；激光输出结构包括输出镜阵列，所述输出镜阵列用于接收变周期非线性晶体发射的激光并输出激光。本发明能够在中心波长附近产生范围大于20纳米的不同波长可见光输出，消除激光显示中的散斑效应。

Description

一种能消除散斑效应的多波长列阵激光器

技术领域

本发明属于激光设备技术领域，尤其涉及一种能消除散斑效应的多波长列阵激光器。

背景技术

激光显示因其高亮度、宽色域、真色彩而倍受人们的青睐，是显示技术发展的主要方向。然而，激光的高相干性又会使投射面的反射光在空间相遇时发生干涉，形成具有无规则分布的颗粒状结构的散斑图样，即产生散斑效应，严重影响人们的观看感受。

目前，消除散斑效应的方法不外乎两种：一种是从投射面入手，即振动显示屏幕。通过在显示屏幕后面安装很多振动器，使显示屏幕在整个观看过程中都是一直在振动的，如此一来，任意时刻从显示屏幕反射回来的光线的方向都是随机且散射的，不能再相互干涉产生散斑效应，从而达到改善散斑的效果。这种方法从理论上来讲没有问题，但实践效果却不尽人意。首先，一块显示屏需要安装几十个甚至上百个振动器，要把所有这些振动器统一安排部署，且不一定是一样的振幅和频率，相互之间还需要彼此配合以达到整体显示屏表面的最佳状态，这种精密的调试通常需要很长的工作时间，而且需要非常精准，要做好这件事情并非易事。而且即便是安装初期调校好了，经过长时间的使用之后，很难保证所有振动器一直保持初装的运行状态。其次，振动显示屏还有一个非常致命的缺点，就是它会带来无法避免的噪音。

另一种消除散斑效应的办法，是从光源入手，即降低激光源的相干性。通常的做法就是用多个激光波长代替单一激光波长，以达到降低激光相干性的目的。已有的典型代表如所谓的6P技术，就是红、绿、蓝3种颜色各采用2种不同波长的激光器，所以一共是6种不同波长的颜色。然而，现有基于波长多样性的消散斑技术中，主要是通过控制半导体激光二极管的驱动电流，或者改变半导体激光二极管的温度，从而到达改变半导体激光器二极管的输出波长的目的。这种技术所能获得的激光波长线宽为几个纳米，不足以影响激光束的相干性，对激光散斑的消除作用非常有限。当然，也可以采用多个相互独立的激光器，每个激光器的发光波长不同，但如此一来，系统的功耗将数倍增加，比如在21米的屏幕投影显示情况下，如果采用多波长绿激光模组，激光投影设备的功率将超过万瓦，且其光电转换效率低，热量高，散热不良导致器件热疲劳的风险也非常高。另一方面，更加现实的情况是，采用多个相互独立的激光器，系统的成本也会数倍上升，以至于根本无法用于实际场景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能消除散斑效应的多波长列阵激光器，以解决现有技术的结构复杂、消除散斑效果有限、成本高昂等问题，使激光器的波长多样性丰富、波长范围宽、消除散斑效果好，同时使得器件简单紧凑、功耗低、体积小、成本适度，可极大地增强其在不同现实场景中的应用。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：一种能消除散斑效应的多波长列阵激光器，包括泵浦光输入结构、宽光谱半导体激光芯片、变周期非线性晶体和激光输出结构；

所述泵浦光输入结构用于向所述宽光谱半导体激光芯片输入若干组平行的泵浦激光；

所述宽光谱半导体激光芯片用于产生宽自发射辐射谱，所述宽光谱半导体激光芯片包括依次设置的高反镜、有源区和窗口层，所述高反镜的势垒高于泵浦光子的能量，所述高反镜能够对泵浦激光波长进行反射且不吸收泵浦激光；所述有源区包括交替设置的若干组势垒层和量子阱层，所述量子阱层的势垒均低于势垒层的势垒，势垒层的势垒低于泵浦光子的能量；若干组量子阱层的材料组分均不同，若干组量子阱层用于自发辐射不同峰值的激光波长；所述窗口层的势垒高于有源区的势垒层且高于泵浦光子的能量；

所述变周期非线性晶体用于接收所述宽自发射辐射谱并对不同波长的激光进行相位匹配的频率转换，所述变周期非线性晶体包括若干组极化单元，若干组极化单元与若干组泵浦激光一一对应；若干组所述极化单元的极化周期均不同；

所述激光输出结构包括输出镜阵列，所述输出镜阵列的输出镜与所述极化单元一一对应，所述输出镜阵列用于接收变周期非线性晶体发射的激光并输出激光。

进一步，所述泵浦光输入结构包括泵浦光阵列和准直聚焦镜阵列，所述泵浦光阵列包括泵浦光阵列衬底和若干个相同的发光区，所述发光区用于发出泵浦激光；所述发光区发出的泵浦激光的波长小于最终输出的激光波长的最小值；所述准直聚焦镜阵列包括若干组由准直透镜和聚焦透镜组成的透镜对，所述透镜对与所述发光区一一对应。

进一步，所述高反镜包括交替设置的若干组高折射率层和低折射率层，所述高折射率层和低折射率层的势垒均高于泵浦光子的能量。

进一步，所述激光输出结构还包括输出镜基底，所述输出镜阵列安装在所述输出镜基底上；所述输出镜为耦合输出镜，所述输出镜阵列上的输出镜上镀有透过膜层和第一增透膜，若干组所述透过膜层分别用于透过不同波长的激光。

进一步，所述准直透镜和聚焦透镜上均镀有第二增透膜。

进一步，所述宽光谱半导体激光芯片还包括帽层，所述帽层用于保护所述宽光谱半导体激光芯片在使用过程中不被氧化。

进一步，所述泵浦光阵列还包括用于散热的热沉，所述泵浦光阵列衬底安装在所述热沉上。

进一步，所述极化单元包括交替排列的若干组正向极化结构和若干组逆向极化结构，每组所述极化单元包含不同组数的正向极化结构和逆向极化结构。

本技术方案的工作原理在于：泵浦光阵列的若干个相同的发光区发射出若干束泵浦激光，经过准直聚焦镜阵列后，聚焦在宽光谱半导体激光芯片的后端面上，形成若干个被泵浦的区域。宽光谱半导体激光芯片后端的高反镜对泵浦激光是透明的，不会吸收泵浦激光；泵浦激光透过宽光谱半导体激光芯片后端的高反镜后到达宽光谱半导体激光芯片的有源区。有源区的势垒层吸收泵浦激光的能量，产生光生载流子；光生载流子发生扩散，被有源区的量子阱层俘获，并在量子阱层中产生自发辐射。每个量子阱层的材料组分不同，使得宽光谱半导体激光芯片具有较宽的自发辐射谱；自发辐射在激光谐振腔中获得放大并通过激光输出结构输出激光。

宽光谱半导体激光芯片后端的高反镜与激光输出结构中的多个输出镜一起，构成多个激光谐振腔；每个谐振腔的后端高反镜处于宽光谱半导体激光芯片后端高反镜上的不同区域，且每个谐振腔的输出镜都对不同激光波长镀有第一增透膜，允许不同波长的激光输出，因此每个不同的谐振腔都是相互独立的，各自在不同的空间位置上独立运行，独立地对不同波长的自发辐射进行放大形成激光，各自通过不同的输出镜输出不同波长的激光。

变周期非线性晶体用于对谐振腔中的激光进行频率转换，把近红外激光变为可见光。变周期非线性晶体上具有不同周期的极化单元，每一个极化单元都对不同的波长满足相位匹配条件，从而能把不同波长的近红外光转换为可见光输出。不同周期的极化单元的空间位置与宽光谱半导体激光芯片上的不同泵浦区域和输出镜阵列上的不同输出镜一一对应，即不同周期的极化单元处于不同的激光谐振腔中，对不同的近红外激光波长产生转换。

本技术方案的有益效果在于：宽光谱半导体激光芯片能够发射出很宽的自发辐射谱；输出镜阵列中的每个输出镜都镀有不同的透过膜层，在宽光谱自发辐射的基础上，配合变周期非线性晶体中的不同周期的极化单元，在各种独立的谐振腔中，产生不同的激光波长，输出的激光波长范围宽，超过20纳米，在不改变激光显示颜色的条件下，大大降低了激光束之间的相干性，可以有效消除激光显示中的散斑效应。此外，泵浦光阵列和输出镜阵列都是微阵列，宽光谱半导体激光芯片和变周期非线性晶体都是一个小的整块，因此整个阵列激光器的结构简单紧凑，能耗低，寿命长，稳定可靠，且适合于与其他系统进行集成。

附图说明

图1为本发明一种能消除散斑效应的多波长列阵激光器的原理图；

图2为泵浦光阵列的结构示意图；

图3为准直聚焦镜阵列的结构示意图；

图4为宽光谱半导体激光芯片的结构原理图；

图5为变周期非线性晶体的结构原理图；

图6为输出镜阵列的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：泵浦光阵列1、准直聚焦镜阵列2、宽光谱半导体激光芯片3、变周期非线性晶体4、激光输出结构5、热沉6、泵浦光阵列衬底7、发光区8、准直透镜9、聚焦透镜10、半导体激光芯片衬底11、高折射率层12、低折射率层13、势垒层14、量子阱层15、窗口层16、帽层17、本征非线性晶体18、极化周期一19、极化周期二20、极化周期三21、极化周期四22、极化周期五23、极化周期六24、正向极化结构25、逆向极化结构26、输出镜基底27、耦合输出镜一28、耦合输出镜二29、耦合输出镜三30、耦合输出镜四31、耦合输出镜五32、耦合输出镜六33。

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，所描述的实施例仅仅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做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。

实施例基本如附图1-6所示：一种能消除散斑效应的多波长列阵激光器，如图1所示，包括泵浦光输入结构、宽光谱半导体激光芯片3、变周期非线性晶体4和激光输出结构5。

泵浦光输入结构用于向宽光谱半导体激光芯片3输入若干组平行的泵浦激光；泵浦光输入结构包括泵浦光阵列1和准直聚焦镜阵列2，如图2所示，泵浦光阵列1包括热沉6、泵浦光阵列衬底7和若干个相同的发光区8，泵浦光阵列衬底7安装在热沉6上，热沉6用于散热。发光区8用于发出泵浦激光；发光区8发出的泵浦激光的波长小于最终输出的激光波长的最小值。如图3所示，准直聚焦镜阵列2包括若干组由准直透镜9和聚焦透镜10组成的透镜对，透镜对与发光区8一一对应，准直透镜9和聚焦透镜10上均镀有第二增透膜。泵浦激光经过准直聚焦镜阵列2中的准直透镜9后变为平行光束，再经过聚焦透镜10后聚焦在宽光谱半导体激光芯片3的后端。

宽光谱半导体激光芯片3用于产生宽自发射辐射谱，如图4所示，宽光谱半导体激光芯片3包括依次设置的高反镜、有源区、窗口层16和帽层17，宽光谱半导体激光芯片3在制作时底部设有半导体激光芯片衬底11，半导体激光芯片衬底11为它上面的其它层材料提高外延生长的基础，成型后被去除掉。高反镜的势垒高于泵浦光子的能量，高反镜能够对泵浦激光波长进行反射且不吸收泵浦激光，具体地高反镜包括交替设置的若干组高折射率层12和低折射率层13，能够对激光波长提供高反射率。高折射率层12和低折射率层13的势垒均高于泵浦光子的能量，保证泵浦激光可以不被吸收地通过高反镜，到达宽光谱半导体激光芯片3的有源区，被有源区吸收。

有源区包括交替设置的若干组势垒层14和量子阱层15，势垒层14的势垒高度均小于泵浦光的光子能量，因此势垒层14能吸收泵浦激光的能量并在势垒层14中产生光生载流子。量子阱层15的势垒均低于势垒层14的势垒，因此量子阱层15能俘获在势垒层14中产生的光生载流子，并在量子阱层15中产生自发辐射，进而在激光谐振腔的作用下形成受激辐射的激光。若干组量子阱层15的材料组分均不同，若干组量子阱层15用于自发辐射不同峰值的激光波长，当自由载流子在量子阱层15中发生自发辐射时，每个量子阱层15的自发辐射峰值波长都不同，使得宽光谱半导体激光芯片3能产生宽的自发辐射谱；自发辐射在激光谐振腔中获得放大并通过输出镜阵列输出激光。窗口层16的势垒高于有源区的势垒层14且高于泵浦光子的能量，能阻止有源区的自由载流子扩散到宽光谱半导体激光芯片3的外表面产生非辐射复合。帽层17具有抗氧化功能，用于保护宽光谱半导体激光芯片3在使用过程中不被氧化。宽光谱半导体激光芯片3后端的高反镜与激光输出结构5中的多个输出镜一起，构成多个独立的激光谐振腔。

变周期非线性晶体4用于接收宽自发射辐射谱并对不同波长的激光进行相位匹配的频率转换，从而能把不同波长的近红外光转换为可见光输出。变周期非线性晶体4包括若干组极化单元，若干组极化单元与若干组泵浦激光一一对应。不同极化周期的单元处于不同的激光谐振腔中，对不同的近红外激光波长产生转换。若干组极化单元的极化周期均不同；如图5所示，极化单元包括交替排列的若干组正向极化结构25和若干组逆向极化结构26，每组极化单元包含不同组数的正向极化结构25和逆向极化结构26。

如图6所示，激光输出结构5包括输出镜基底27和输出镜阵列，输出镜阵列安装在输出镜基底27上。输出镜阵列的输出镜与极化单元一一对应，输出镜阵列用于接收变周期非线性晶体4发射的激光并输出激光。输出镜为耦合输出镜，输出镜阵列上的耦合输出镜上镀有透过膜层(高透过率膜层，对需要输出的不同激光波长具有高的透过率)和第一增透膜，若干组透过膜层分别用于透过不同波长的激光(对不同波长激光具有一定透过率)。因为宽光谱半导体激光芯片3的自发辐射是宽光谱，包含不同波长；同时，又因为输出镜阵列中的各个输出镜上镀膜不同，所以每个独立激光谐振腔中产生的激光波长不同。

具体实施过程如下：

泵浦光阵列1的若干个相同的发光区8发射出若干束泵浦激光，经过准直聚焦镜阵列2后，聚焦在宽光谱半导体激光芯片3的后端面上，形成若干个被泵浦的区域。宽光谱半导体激光芯片3后端的高反镜对泵浦激光是透明的，不会吸收泵浦激光；泵浦激光透过宽光谱半导体激光芯片3后端的高反镜后到达宽光谱半导体激光芯片3的有源区。有源区的势垒层14吸收泵浦激光的能量，产生光生载流子；光生载流子发生扩散，被有源区的量子阱层15俘获，并在量子阱层15中产生自发辐射。每个量子阱层15的材料组分不同，使得宽光谱半导体激光芯片3具有较宽的自发辐射谱；自发辐射在激光谐振腔中获得放大并通过激光输出结构5输出激光。

宽光谱半导体激光芯片3后端的高反镜与激光输出结构中的多个耦合输出镜一起，构成多个激光谐振腔；每个谐振腔的后端高反镜处于宽光谱半导体激光芯片3后端高反镜上的不同区域，且每个谐振腔的耦合输出镜都对不同激光波长镀有第一增透膜，允许不同波长的激光输出，因此每个不同的谐振腔都是相互独立的，各自在不同的空间位置上独立运行，独立地对不同波长的自发辐射进行放大形成激光，各自通过不同的耦合输出镜输出不同波长的激光。

变周期非线性晶体4用于对谐振腔中的激光进行频率转换，把近红外激光变为可见光。变周期非线性晶体4上具有不同周期的极化单元，每一个极化单元都对不同的波长满足相位匹配条件，从而能把不同波长的近红外光转换为可见光输出。不同周期的极化单元的空间位置与宽光谱半导体激光芯片3上的不同泵浦区域和输出镜阵列上的不同耦合输出镜一一对应，即不同周期的极化单元处于不同的激光谐振腔中，对不同的近红外激光波长产生转换。

以下举两个具体的实施例来进行说明：

实施例一

泵浦光阵列1的发射波长为808纳米，有六个相同的发光区8。准直聚焦镜阵列2有六对由准直透镜9和聚焦透镜10构成的透镜对，每个透镜均针对808纳米波长镀有第二增透膜。

宽光谱半导体激光芯片3的半导体激光芯片衬底11为GaAs，宽光谱半导体激光芯片3的底部高反镜的高折射率层12的材料为Al(0.1)GaAs，低折射率层13的材料为AlAs，两种材料都不吸收808纳米的泵浦激光，对泵浦激光是透明的。一个高折射率层12和一个低折射率层13形成一对，在底部高反镜中共包含三十对高折射率层12和低折射率层13。底部高反镜对808纳米泵浦激光透明的同时，对中心波长为1064纳米的激光波长具有高反射率。底部高反镜的反射谱的中心波长位于1064纳米处，其高反射率的带宽大于60纳米。

宽光谱半导体激光芯片3的有源区的势垒层14全部都为GaAs材料，量子阱层15则为In含量不同的InGaAs材料。一个势垒层14和一个量子阱层15形成一对，有源区中共有十二对势垒层14和量子阱层15。其中，十二个InGaAs量子阱层15中，In含量为0.22的量子阱层15两个、In含量为0.23的量子阱层15两个、In含量为0.24的量子阱层15两个、In含量为0.25的量子阱层15两个、In含量为0.26的量子阱层15两个、In含量为0.27的量子阱层15两个。上述量子阱层15的发光波长分别为1040纳米、1052纳米、1064纳米、1076纳米、1088纳米、1100纳米。

宽光谱半导体激光芯片3的窗口层16的材料为Al(0.6)GaAs，其势垒远高于有源区势垒层14的势垒，也远高于808纳米泵浦光的能量。有源区中的光生载流子被窗口层16限制，不能扩散到宽光谱半导体激光芯片3的表面产生非辐射复合。同时，有源区对要输出的激光波长则是透明的。

宽光谱半导体激光芯片3的帽层17的材料为GaAs，该层材料与空气中的氧不会发生作用，可以保护宽光谱半导体激光芯片3在使用过程中不被氧化。

变周期非线性晶体4的本征非线性晶体18为铌酸锂(LN)材料。变周期非线性晶体4包括六组不同极化周期的极化单元，分别为极化周期一19、极化周期二20、极化周期三21、极化周期四22、极化周期五23、极化周期六24，各个周期分别为6.83微米、6.85微米、6.87微米、6.89微米、6.91微米、6.93微米，在二次谐波转换的非线性频率变换过程中，上述各个不同的极化周期分别对波长1040纳米、1052纳米、1064纳米、1076纳米、1088纳米、1100纳米满足相位匹配条件，从而产生波长分别为520纳米、526纳米、532纳米、538纳米、544纳米、550纳米的绿光输出。

输出镜阵列中，输出镜基底27的材料为K9玻璃。输出镜阵列包括耦合输出镜一28、耦合输出镜二29、耦合输出镜三30、耦合输出镜四31、耦合输出镜五32、耦合输出镜六33，分别对波长1040纳米、1052纳米、1064纳米、1076纳米、1088纳米、1100纳米镀有高透过率膜层，同时分别对波长520纳米、526纳米、532纳米、538纳米、544纳米、550纳米镀有第一增透膜。

在具体实施过程中，输出镜阵列与宽光谱半导体激光芯片3的高反镜一起组成六个各自独立的激光谐振腔。在泵浦光阵列1的泵浦下，通过六个各自独立的谐振腔的作用，产生波长分别为1040纳米、1052纳米、1064纳米、1076纳米、1088纳米、1100纳米的近红外激光。然后在变周期非线性晶体4的作用下，把上述六种波长的近红外光再通过非线性频率变换，转换为波长分别为520纳米、526纳米、532纳米、538纳米、544纳米、550纳米的六种波长的绿光。上述各个不同波长的绿光相邻间隔为6纳米，总的波长范围为30纳米，它们之间的相干性大大降低，在激光显示中的散斑效应可以得到消除。

实施例二

泵浦光阵列1的发射波长为808纳米，有六个相同的发光区8。准直聚焦镜阵列2有六对由准直透镜9和聚焦透镜10构成的透镜对，每个透镜均针对808纳米波长镀有第二增透膜。

宽光谱半导体激光芯片3的半导体激光芯片衬底11为GaAs，宽光谱半导体激光芯片3的底部高反镜的高折射率层12的材料为Al(0.1)GaAs，低折射率层13的材料为AlAs，两种材料都不吸收808纳米的泵浦激光，对泵浦激光是透明的。一个高折射率层12和一个低折射率层13形成一对，在底部高反镜中共包含三十对高折射率层12和低折射率层13。底部高反镜对808纳米泵浦激光透明的同时，对中心波长为932纳米的激光波长具有高反射率。底部高反镜的反射谱的中心波长位于932纳米处，其高反射率的带宽大于60纳米。

宽光谱半导体激光芯片3的有源区的势垒层14全部都为GaAs材料，量子阱层15则为In含量不同的InGaAs材料。一个势垒层14和一个量子阱层15形成一对，有源区中共有十二对势垒层14和量子阱层15。其中，十二个InGaAs量子阱中，In含量为0.065的量子阱层15两个、In含量为0.075的量子阱层15两个、In含量为0.085的量子阱层15两个、In含量为0.095的量子阱层15两个、In含量为0.105的量子阱层15两个、In含量为0.115的量子阱层15两个。上述量子阱层15的发光波长分别为908纳米、920纳米、932纳米、944纳米、956纳米、968纳米。

宽光谱半导体激光芯片3的窗口层16的材料为Al(0.6)GaAs，其势垒远高于有源区势垒层14的势垒，也远高于808纳米泵浦光的能量。有源区中的光生载流子被窗口层16限制，不能扩散到宽光谱半导体激光芯片3的表面产生非辐射复合。同时，有源区对要输出的激光波长则是透明的。

宽光谱半导体激光芯片3的帽层17的材料为GaAs，该层材料与空气中的氧不会发生作用，可以保护激光芯片在使用过程中不被氧化。

变周期非线性晶体4的本征非线性晶体18为氧化镁掺杂铌酸锂(MO:LN)材料。变周期非线性晶体4包括六组不同极化周期的极化单元，分别为极化周期一19、极化周期二20、极化周期三21、极化周期四22、极化周期五23、极化周期六24，各个周期分别为4.33微米、4.35微米、4.37微米、4.39微米、4.41微米、4.43微米，在二次谐波转换的非线性频率变换过程中，上述各个不同的极化周期分别对波长908纳米、920纳米、932纳米、944纳米、956纳米、968纳米满足相位匹配条件，从而产生波长分别为454纳米、460纳米、466纳米、472纳米、478纳米、484纳米的蓝光输出。

输出镜阵列中，输出镜基底27的材料为石英玻璃。输出镜阵列包括耦合输出镜一28、耦合输出镜二29、耦合输出镜三30、耦合输出镜四31、耦合输出镜五32、耦合输出镜六33，分别对波长908纳米、920纳米、932纳米、944纳米、956纳米、968纳米镀有高透过率膜层，同时分别对波长454纳米、460纳米、466纳米、472纳米、478纳米、484纳米镀有第一增透膜层。

在具体实施过程中，输出镜阵列与宽光谱半导体激光芯片3的高反镜一起组成六个各自独立的激光谐振腔。在泵浦光阵列1的泵浦下，通过六个各自独立的谐振腔的作用，产生波长分别为908纳米、920纳米、932纳米、944纳米、956纳米、968纳米的近红外激光。然后在变周期非线性晶体4的作用下，把上述六种波长的近红外光再通过非线性频率变换，转换为波长分别为454纳米、460纳米、466纳米、472纳米、478纳米、484纳米的六种波长的蓝光。上述各个不同波长的蓝光相邻间隔为6纳米，总的波长范围为30纳米，它们之间的相干性大大降低，在激光显示中的散斑效应可以得到消除。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.一种能消除散斑效应的多波长列阵激光器，其特征在于：包括泵浦光输入结构、宽光谱半导体激光芯片(3)、变周期非线性晶体(4)和激光输出结构(5)；

所述泵浦光输入结构用于向所述宽光谱半导体激光芯片(3)输入若干组平行的泵浦激光；

所述宽光谱半导体激光芯片(3)用于产生宽自发射辐射谱，所述宽光谱半导体激光芯片(3)包括依次设置的高反镜、有源区和窗口层(16)，所述高反镜的势垒高于泵浦光子的能量，所述高反镜能够对泵浦激光波长进行反射且不吸收泵浦激光；所述有源区包括交替设置的若干组势垒层(14)和量子阱层(15)，所述量子阱层(15)的势垒均低于势垒层(14)的势垒，势垒层(14)的势垒低于泵浦光子的能量；若干组量子阱层(15)的材料组分均不同，若干组量子阱层(15)用于自发辐射不同峰值的激光波长；所述窗口层(16)的势垒高于有源区的势垒层(14)且高于泵浦光子的能量；

所述变周期非线性晶体(4)用于接收所述宽自发射辐射谱并对不同波长的激光进行相位匹配的频率转换，所述变周期非线性晶体(4)包括若干组极化单元，若干组极化单元与若干组泵浦激光一一对应；若干组所述极化单元的极化周期均不同；

所述激光输出结构(5)包括输出镜阵列和输出镜基底(27)，所述输出镜阵列的输出镜与所述极化单元一一对应，所述输出镜阵列用于接收变周期非线性晶体(4)发射的激光并输出激光；所述输出镜阵列安装在所述输出镜基底(27)上；所述输出镜为耦合输出镜，所述输出镜阵列上的输出镜上镀有透过膜层和第一增透膜，若干组所述透过膜层分别用于透过不同波长的激光；

宽光谱半导体激光芯片(3)后端的高反镜与激光输出结构(5)中的多个输出镜一起，构成多个独立的激光谐振腔。

2.根据权利要求1所述的一种能消除散斑效应的多波长列阵激光器，其特征在于：所述泵浦光输入结构包括泵浦光阵列(1)和准直聚焦镜阵列(2)，所述泵浦光阵列(1)包括泵浦光阵列衬底(7)和若干个相同的发光区(8)，所述发光区(8)用于发出泵浦激光；所述发光区(8)发出的泵浦激光的波长小于最终输出的激光波长的最小值；所述准直聚焦镜阵列(2)包括若干组由准直透镜(9)和聚焦透镜(10)组成的透镜对，所述透镜对与所述发光区(8)一一对应。

3.根据权利要求1所述的一种能消除散斑效应的多波长列阵激光器，其特征在于：所述高反镜包括交替设置的若干组高折射率层(12)和低折射率层(13)，所述高折射率层(12)和低折射率层(13)的势垒均高于泵浦光子的能量。

4.根据权利要求2所述的一种能消除散斑效应的多波长列阵激光器，其特征在于：所述准直透镜(9)和聚焦透镜(10)上均镀有第二增透膜。

5.根据权利要求1所述的一种能消除散斑效应的多波长列阵激光器，其特征在于：所述宽光谱半导体激光芯片(3)还包括帽层(17)，所述帽层(17)用于保护所述宽光谱半导体激光芯片(3)在使用过程中不被氧化。

6.根据权利要求2所述的一种能消除散斑效应的多波长列阵激光器，其特征在于：所述泵浦光阵列(1)还包括用于散热的热沉(6)，所述泵浦光阵列衬底(7)安装在所述热沉(6)上。

7.根据权利要求1所述的一种能消除散斑效应的多波长列阵激光器，其特征在于：所述极化单元包括交替排列的若干组正向极化结构(25)和若干组逆向极化结构(26)，每组所述极化单元包含不同组数的正向极化结构(25)和逆向极化结构(26)。