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激光光源模组是激光显示的核心部分,具有重要的研究意义。由于激光光源独特的光束质量,需采用整形与耦合系统收集红绿蓝三基色激光,为激光显示系统提供照明;另外,由于激光良好的相干性,投影到屏幕上的显示画面会产生散斑,需要在激光光源模组中加入消散斑模块,消除影响显示画面的散斑。提高光能收集效率,同时最大限度地消除散斑,为投影光机提供光束质量好且非相干的照明光,是激光显示光源模组的主要内容。 本文首先介绍了激光显示的背景技术以及光源模组的研究现状和发展趋势,通过分析半导体激光器的光束质量,并结合非成像光学和激光光学的基本理论,总结了半导体激光器整形与耦合所遵循的天剑,根据这个条件并结合现有的半导体激光器整形与耦合技术,设计了一套简单高效的半导体激光阵列的整形与耦合系统,针对这套系统,分别设计了半导体激光器的准直系统和阶梯镜组。关于绿光全固态激光器,采用常用的光纤束耦合方案。 其次,根据散斑理论,分析了现有的消散斑技术方案的效果和可行性,实验验证了激光阵列的消散斑效果。结合激光光源模组的实际,选取运动的散射片作为消散斑模块,对于两套散射片消散斑的光路系统进行了实验,经过综合评价,选取了平行光照射散射片的光路系统。通过大量的散斑测量实验,研究了测量参数对散斑对比度的影响,总结了一套散斑测量方法。 最后,根据前面的设计,进行了激光光源模组的试制。分别进行了温控散热实验、光纤耦合实验和消散斑模块的调试实验,给出了每个实验的详细操作步骤和结果,然后连接光机,测试了投影画面的亮度、对比度和散斑对比度等参数。