用于產生給定光譜的輸出光束的系統技術方案

本發明專利技術涉及用于產生給定光譜的輸出光束的系統。提供一種用于產生給定輸出光譜的輸出光束的系統。系統包括：光源；被配置為基于輸入光束的波長將來自光源的輸入光束分成沿第一路徑引導的保持光束和沿第二路徑引導的過量光束的分離器；被定位為攔截過量光束的光學功率偏移器，光學功率偏移器被配置為將過量光束轉換成包含相對于過量光束紅色偏移的至少一些波長和/或功率的功率偏移光束；和被定位為攔截保持光束和功率偏移光束兩者的合成器，合成器被配置為將保持光束和功率偏移光束合成到共同路徑上以產生輸出光束。

【技術實現步驟摘要】

本申請一般涉及光學系統，特別是涉及用于產生給定光譜的輸出光束的系統。
技術介紹
為了有效地以最少的光浪費進行操作，許多投影儀需要具有用于產生足夠大色域的三色平衡的光束。但是，許多傳統的光源產生的光束偏離這種最優平衡。作為結果，產生的光束的一些部分可能不可用于產生投影的圖像；這些部分會造成功率浪費并且促使不想要的熱。可以使用另外的功率來應對不想要的熱(例如，以主動冷卻部件等的形式)，這導致這種系統的能效的總體劣化。例如，在光源包含通過藍光激光器激勵的黃色磷光體(phosphor)的情況下，由黃色磷光體產生的光束可能具有過量的黃色和綠色而紅色不足。雖然諸如量子點(quantumdot)的其它發射器可發射紅光，但是這些量子點一般在比許多投影應用所需的入射功率水平低的入射功率水平處操作。
技術實現思路
為了產生具有諸如投影的給定應用所希望的顏色平衡的輸出光束，提供包含光源、分離器、光學功率偏移器、以及合成器的系統。分離器被配置為基于輸入光束的波長將來自光源的輸入光束分成沿第一路徑引導的保持光束和沿第二路徑引導的過量光束。過量光束一般包含不能用于給定應用的顏色和/或波長的輸入光束。光學功率偏移器被定位為攔截過量光束，并且被配置為將過量光束轉換成包含相對于過量光束而紅色偏移的至少一些波長和/或功率的功率偏移光束，并且具體轉換成用于給定應用中的顏色和/或波長。合成器被定位為攔截保持光束和功率偏移光束兩者，并且被配置為將保持光束和功率偏移光束合成到共同路徑上以產生輸出光束。與輸入光束相比，該輸出光束可包含對諸如投影的給定應用有用的顏色和/或波長的更好的平衡。在本說明書中，要素可被描述為“被配置為”執行一種或更多種功能或者“被配置用于”這些功能。一般地，被配置為執行或者被配置用于執行功能的要素被啟用以執行該功能，或者適合執行該功能，或者適于執行該功能，或者可操作為執行該功能，或者以其它方式能夠執行該功能。應當理解，對于本說明書，“X、Y和Z中的至少一個”和“X、Y和Z中的一者或更多”可被解釋為僅X、僅Y、僅Z、或者兩項或更多項X、Y和Z的任意組合(例如，XYZ、XY、YZ和ZZ等)。在出現“至少之一…”和“一者或更多…”等類似表述的任何情況下，類似的邏輯可適用于兩項或更多項。本申請的一個方面提供一種用于產生給定輸出光譜的輸出光束的系統，該系統包括：光源；分離器，被配置為基于輸入光束的波長，將來自光源的輸入光束分成沿第一路徑引導的保持光束和沿第二路徑引導的過量光束；被定位為攔截過量光束的光學功率偏移器，光學功率偏移器被配置為將過量光束轉換成包含相對于過量光束紅色偏移的至少一些功率的功率偏移光束；以及被定位為攔截保持光束和功率偏移光束的合成器，合成器被配置為將保持光束和功率偏移光束合成到共同路徑上以產生輸出光束。光學功率偏移器的輸入功率偏移輪廓可被選擇為至少部分地與由分離器產生的過量光束的各光譜重疊。光學功率偏移器的輸出功率偏移輪廓可被選擇為使得，與保持光束的各光譜合成的光學功率偏移器的輸出功率偏移輪廓大致匹配輸出光束的給定輸出光譜。光學功率偏移器可含被配置為吸收過量光束的至少一些波長并且發射相對其紅色偏移的光的多個量子點。量子點的尺寸分布和組成中的至少一者可被配置為使得量子點的吸收光譜至少部分地與過量光束的各光譜重疊。量子點的尺寸分布和組成中的至少一者可被配置為使得量子點的吸收光譜是以下中的一種或更多種：與過量光束的各光譜類似；大致匹配過量光束的各光譜。量子點的尺寸分布和組成中的至少一者可被配置為使得與保持光束的各光譜合成的量子點的發光光譜產生給定輸出光譜。分離器可包含二向色鏡；過量光束可與作為二向色鏡的透射光譜和反射光譜之一的二向色過量光分離輪廓對應；并且，量子點的尺寸分布和組成中的至少一者可被配置為使得量子點的吸收光譜至少部分地與二向色過量光分離輪廓重疊。量子點的吸收光譜可以是以下中的一種或更多種：與二向色過量光分離輪廓類似；匹配二向色過量光分離輪廓。分離器可以是動態可調諧的，以基于給定的分離光譜而分離輸入光束。分離器可進一步被配置為基于輸入光束的強度分離輸入光束。分離器可以是動態可調諧的，以基于給定的分離強度閾值輪廓而分離輸入光束。分離器可包含棱鏡、二向色鏡、數字微鏡器件、帶通濾波器、布拉格疊層(Braggstack)和光子晶體中的一種或更多種。光源可包含激光器和光致發光材料，激光器發射被配置為激勵光致發光材料以發射輸入光束的激光。合成器可被配置為沿共同路徑向保持光束和功率偏移光束添加來自光源的光的至少一部分和來自其它光源的光中的一者或更多，以產生給定輸出光譜的輸出光束。附圖說明為了更好地理解這里描述的各種實施方式并且更清楚地示出它們可以是如何實現的，現在將參照附圖僅通過例子的方式來描述本專利技術，其中，圖1示出根據非限制性實施方式的被配置為產生給定輸出光譜的輸出光束的系統的示意性表示。圖2示出根據非限制性實施方式的與圖1的系統的分離器相關聯的光譜的示意性表示。圖3示出根據非限制性實施方式的與圖1的系統的光學功率偏移器相關聯的光譜的示意性表示。圖4示出根據非限制性實施方式的與圖1的系統的合成器相關聯的光譜的示意性表示。圖5示出根據非限制性實施方式的與圖1的系統中的外部光補充(supplementation)相關聯的光譜的示意性表示。具體實施方式圖1示出被配置為產生給定輸出光譜的輸出光束的系統100。系統100包含光源105、分離器110、光學功率偏移器135和合成器150。分離器110被配置為基于輸入光束115的波長，將來自光源105的輸入光束115分成沿第一路徑引導的保持光束120和沿第二路徑引導的過量光束125。光學功率偏移器135被定位為攔截過量光束125，并且被配置為將過量光束125轉換成包含相對于過量光束125紅色偏移的至少一些波長和/或功率的功率偏移光束140。如后面詳細描述的那樣，合成器150被定位為攔截保持光束120和功率偏移光束140，并且被配置為將保持光束120和功率偏移光束140合成到共同路徑上，以產生給定輸出光譜155p的輸出光束155。光源105可包含由激光器(未示出)激勵的磷光體。分離器110可包含二向色鏡、數字微鏡器件、帶通濾波器、布拉格疊層和/或光子晶體。光學反射器130可包含被配置為將來自分離器110的過量光束125引向光學功率偏移器135的鏡子等。光學功率偏移器135可包含量子點等，量子點可懸浮于溶液中和/或支撐在支撐基板上等。任選的光導145可包含鏡子或二向色鏡，并且可被配置為將來自光學功率偏移器135的功率偏移光束140引向合成器150。合成器150也可包含二向色鏡等。保持光束120一般包含要用于投影而實現顏色平衡的波長的光，而過量光束125包含會導致顏色不平衡的波長的光。因此，過量光束125例如通過使用反射器130和/或光學元件的任何其它適當的組合如所示出的那樣被傳送給光學功率偏移器135，這里，過量光束125被轉換成包含可用于投影以在與保持光束120合成時實現顏色平衡的波長的光的功率偏移光束140。因而，保持光束120和功率偏移光束140然后通過使用合成器150被合成以產生輸出光束155，該輸出光束155然后可被傳輸到投影系統。以下詳細描述系統10本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于產生給定輸出光譜的輸出光束的系統，該系統包括：光源；分離器，被配置為基于輸入光束的波長，將來自光源的輸入光束分成沿第一路徑引導的保持光束和沿第二路徑引導的過量光束；被定位為攔截所述過量光束的光學功率偏移器，所述光學功率偏移器被配置為將所述過量光束轉換成包含相對于所述過量光束而紅色偏移的至少一些功率的功率偏移光束；以及被定位為攔截保持光束和功率偏移光束兩者的合成器，所述合成器被配置為將保持光束和功率偏移光束合成到共同路徑上以產生所述輸出光束。

【技術特征摘要】
2015.08.25 US 14/834,5061.一種用于產生給定輸出光譜的輸出光束的系統，該系統包括：光源；分離器，被配置為基于輸入光束的波長，將來自光源的輸入光束分成沿第一路徑引導的保持光束和沿第二路徑引導的過量光束；被定位為攔截所述過量光束的光學功率偏移器，所述光學功率偏移器被配置為將所述過量光束轉換成包含相對于所述過量光束而紅色偏移的至少一些功率的功率偏移光束；以及被定位為攔截保持光束和功率偏移光束兩者的合成器，所述合成器被配置為將保持光束和功率偏移光束合成到共同路徑上以產生所述輸出光束。2.根據權利要求1所述的系統，其中，光學功率偏移器的輸入功率偏移輪廓被選擇為至少部分地與由分離器產生的所述過量光束的相應光譜重疊。3.根據權利要求1所述的系統，其中，光學功率偏移器的輸出功率偏移輪廓被選擇為使得，與保持光束的相應光譜合成的光學功率偏移器的輸出功率偏移輪廓大致匹配所述輸出光束的所述給定輸出光譜。4.根據權利要求1所述的系統，其中，光學功率偏移器包含被配置為吸收所述過量光束的至少一些波長并且發射相對其紅色偏移的光的多個量子點。5.根據權利要求4所述的系統，其中，量子點的尺寸分布和組成中的至少一者被配置為使得量子點的吸收光譜至少部分地與所述過量光束的相應光譜重疊。6.根據權利要求4所述的系統，其中，量子點的尺寸分布和組成中的至少一者被配置為使得量子點的吸收光譜為以下情況中的一種或多種：與所述過量光束的相應光譜類似；以及大致匹配所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：S·格思里，D·R·阿德瑪，G·希爾，
申請(專利權)人：美國科視數字系統股份有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US