減弱激光散斑效應(yīng)的方法及半導(dǎo)體激光源裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及激光顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種減弱激光散斑效應(yīng)的方法及半導(dǎo)體 激光源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 激光具有單色性好、方向性好、亮度高三大特性，將激光源應(yīng)用于顯示系統(tǒng)可以實 現(xiàn)傳統(tǒng)光源投影難以實現(xiàn)的雙高清（幾何高清、顏色高清）、大色域顯示以及高色飽和度， 因此，激光光源是未來顯示技術(shù)光源的發(fā)展方向。
[0003] 由于激光光譜很窄，具有高度相干性，如果直接將激光投影到屏幕上會產(chǎn)生明顯 的散斑，嚴重影響畫面質(zhì)量，因此減弱激光的相干性是發(fā)展激光顯示技術(shù)的一個重要課題。 目前人們已經(jīng)發(fā)展出很多方法來減弱激光相干性，如震動屏幕、旋轉(zhuǎn)光學(xué)鏡片、旋轉(zhuǎn)漫反射 板等，但是通常這些消相干裝置不但需外置，而且這些裝置較為復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種減弱激光散斑效應(yīng)的方法及半導(dǎo)體激光 源裝置。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：
[0006] 第一方面，本發(fā)明提供了一種減弱半導(dǎo)體激光器的激光散斑效應(yīng)的方法，半導(dǎo)體 激光器的輸出波長在預(yù)設(shè)的波長范圍內(nèi)周期掃描，在半導(dǎo)體激光器輸出波長的每一個掃描 周期內(nèi)，使半導(dǎo)體激光器在第一預(yù)設(shè)時間段內(nèi)升溫至第一溫度閾值，且在第二預(yù)設(shè)時間段 內(nèi)降溫至第二溫度閾值，其中，所述第二預(yù)設(shè)時間段的時間長度大于所述第一預(yù)設(shè)時間段 的時間長度，所述第一預(yù)設(shè)時間段和第二預(yù)設(shè)時間段之和等于半導(dǎo)體激光器波長的掃描周 期。
[0007] 其中，所述半導(dǎo)體激光器波長的掃描周期為2?40ms。
[0008] 其中，所述半導(dǎo)體激光器的波長掃描范圍為2nm?10nm〇
[0009] 第二方面，本發(fā)明提供了一種減弱激光散斑效應(yīng)的半導(dǎo)體激光源裝置，包括自上 而下依次設(shè)置的：第一電極、半導(dǎo)體激光器、第二電極、絕緣層、電阻層、熱阻層和熱沉；
[0010] 所述裝置還包括脈沖電流驅(qū)動器，所述脈沖電流驅(qū)動器與所述電阻層連接，用于 為所述電阻層提供周期性脈沖電流；
[0011] 所述周期性脈沖電流用于加熱所述電阻層使所述半導(dǎo)體激光器在第一預(yù)設(shè)時間 段內(nèi)升溫至第一溫度閾值；
[0012] 所述熱沉用于對半導(dǎo)體激光器進行冷卻，以使半導(dǎo)體激光器降溫至第二溫度閾 值；
[0013] 所述熱阻層用于延緩所述半導(dǎo)體激光器的冷卻速度，以使所述半導(dǎo)體激光器在第 二預(yù)設(shè)時間段內(nèi)降溫至第二溫度閾值，其中，所述第二預(yù)設(shè)時間段的時間長度大于所述第 一預(yù)設(shè)時間段的事件長度，所述第一預(yù)設(shè)時間段和所述第二預(yù)設(shè)時間段之和為所述脈沖電 流驅(qū)動器提供的脈沖電流周期。
[0014] 其中，所述熱阻層的材料的熱導(dǎo)率小于所述熱沉的材料的熱導(dǎo)率；所述熱沉的材 料為紫銅；所述熱阻層的材料為Si02、Al203非金屬材料或銦、金錫合金金屬材料。
[0015] 其中，所述半導(dǎo)體激光器為基于GaAs材料體系的紅光量子阱半導(dǎo)體激光器或基 于GaN材料體系的藍光、綠光量子阱半導(dǎo)體激光器。
[0016] 其中，所述電阻層的材料為鉑、鈦、鉻、鎳、鎢、鉭金屬材料或碳膜非金屬材料。
[0017] 其中，所述熱沉采用水冷、風(fēng)冷或半導(dǎo)體制冷的方式對半導(dǎo)體激光器進行冷卻。
[0018] 其中，所述脈沖電流驅(qū)動器提供的周期性矩形脈沖電流的頻率為24Hz?500Hz。
[0019] 第三方面，本發(fā)明提供了一種減弱激光散斑效應(yīng)的半導(dǎo)體激光源裝置，包括自上 而下依次設(shè)置的：電阻層、絕緣層、第一電極、半導(dǎo)體激光器、第二電極、熱阻層和熱沉；
[0020] 所述裝置還包括脈沖電流驅(qū)動器，所述脈沖電流驅(qū)動器與所述電阻層連接，用于 為所述電阻層提供周期性脈沖電流；
[0021] 所述周期性脈沖電流用于加熱所述電阻層使所述半導(dǎo)體激光器在第一預(yù)設(shè)時間 段內(nèi)升溫至第一溫度閾值；
[0022] 所述熱沉用于對半導(dǎo)體激光器進行冷卻，以使半導(dǎo)體激光器降溫至第二溫度閾 值；
[0023] 所述熱阻層用于延緩所述半導(dǎo)體激光器的冷卻速度，以使所述半導(dǎo)體激光器在第 二預(yù)設(shè)時間段內(nèi)降溫至第二溫度閾值，其中，所述第二預(yù)設(shè)時間段的時間長度大于所述第 一預(yù)設(shè)時間段的時間長度，所述第一預(yù)設(shè)時間段和所述第二預(yù)設(shè)時間段之和為所述脈沖電 流驅(qū)動器提供的脈沖電流周期。
[0024] 由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明所述的減弱激光散斑效應(yīng)方法通過控制用于激光顯 示的半導(dǎo)體激光器在每個掃描周期內(nèi)快速升溫和降溫來使得半導(dǎo)體激光器的溫度在一個 掃描周期內(nèi)始終處于變化的狀態(tài)，也即半導(dǎo)體激光器波長在一個掃描周期內(nèi)始終處于變化 的狀態(tài)，從而減弱了激光顯示的散斑效應(yīng)。本發(fā)明所述的減弱激光散斑效應(yīng)的半導(dǎo)體激光 源裝置，在半導(dǎo)體激光器與電極之間設(shè)置一電阻層，通過脈沖電流的熱效應(yīng)對半導(dǎo)體激光 器快速加熱，在半導(dǎo)體激光器與熱沉之間設(shè)置一熱阻層來控制半導(dǎo)體激光器溫度下降的速 度，從而使得半導(dǎo)體激光器的溫度在一個掃描周期內(nèi)始終處于變化的狀態(tài)，也即半導(dǎo)體激 光器波長在一個掃描周期內(nèi)始終處于變化的狀態(tài)，從而減弱了散斑效應(yīng)。
【附圖說明】
[0025] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明 的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù) 這些附圖獲得其他的附圖。
[0026] 圖1是本發(fā)明一個實施例提供的減弱激光散斑效應(yīng)的半導(dǎo)體激光源裝置的結(jié)構(gòu) 示意圖；
[0027] 圖2是本發(fā)明一個實施例中對半導(dǎo)體激光器加熱時其溫度隨時間上升曲線圖；
[0028] 圖3是本發(fā)明一個實施例中無熱阻層時半導(dǎo)體激光器在降溫過程中溫度隨時間 下降曲線圖；
[0029] 圖4是本發(fā)明一個實施例中有熱阻層時半導(dǎo)體激光器在降溫過程中溫度隨時間 下降曲線圖；
[0030] 圖5是一個實施例中頻率為25Hz時脈沖電流隨時間的變化以及相應(yīng)的無熱阻層 時和有熱阻層時半導(dǎo)體激光發(fā)射波長隨時間變化曲線圖；其中，a為電流隨時間的變化示 意圖，b為無熱阻層時半導(dǎo)體激光發(fā)射波長隨時間變化曲線圖，c為有熱阻層時半導(dǎo)體激光 發(fā)射波長隨時間變化曲線圖；
[0031]圖6是本發(fā)明一個實施例提供的減弱激光散斑效應(yīng)的半導(dǎo)體激光源裝置的結(jié)構(gòu) 示意圖；
[0032] 圖7是本發(fā)明另一個實施例中頻率為100Hz時脈沖電流隨時間的變化以及相應(yīng)的 無熱阻層時和有熱阻層時半導(dǎo)體激光器發(fā)射波長隨時間的變化曲線圖，其中a是脈沖電流 隨時間的變化示意圖，b是無Si02熱阻層情況下半導(dǎo)體激光器發(fā)射波長隨時間的變化曲線 圖，c是有Si02熱阻層情況下半導(dǎo)體激光器發(fā)射波長隨時間的變化曲線圖。
【具體實施方式】
[0033] 為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例 中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是 本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0034] 本實施例提供一種減弱半導(dǎo)體激光器的激光散斑效應(yīng)的方法，包括：
[0035] 半導(dǎo)體激光器的輸出波長在預(yù)設(shè)的波長范圍內(nèi)周期掃描，在半導(dǎo)體激光器輸出波 長的每一個掃描周期內(nèi)，使半導(dǎo)體激光器在第一預(yù)設(shè)時間段內(nèi)升溫至第一溫度閾值，且在 第二預(yù)設(shè)時間段內(nèi)降溫至第二溫度閾值，其中，所述第二預(yù)設(shè)時間段的時間長度大于所述 第一預(yù)設(shè)時間段的時間長度，所述第一預(yù)設(shè)時間段和第二預(yù)設(shè)時間段之和等于半導(dǎo)體激光 器波長的掃描周期。
[0036] 其中，所述半導(dǎo)體激光器波長的掃描周期為2?40ms。
[0037] 其中，所述半導(dǎo)體激光器的波長掃描范圍為2nm?10nm。
[0038] 為了避免熱量不必要散失和節(jié)省電能，所述第一預(yù)設(shè)時間段的時間長度小于所述 第二預(yù)設(shè)時間段的時間長度。
[0039] 為了使得半導(dǎo)體激光器的溫度在一個掃描周期內(nèi)始終處于變化的狀態(tài)，所述第一 預(yù)設(shè)時間段和第二預(yù)設(shè)時間段之和等于半導(dǎo)體激光器的掃描周期。
[0040] 本發(fā)明實施例提供的減弱半導(dǎo)體激光器的激光散斑效應(yīng)的方法，通過控制用于 激光顯示的半導(dǎo)體激光器在每個掃描周期內(nèi)快速升溫和降溫來使得半導(dǎo)體激光器的溫度 在一個掃描周期內(nèi)始終處于變化的狀態(tài)，也