本发明专利技术公开了一种空气电离显示装置及其控制方法，其中，空气电离显示装置，包括：脉冲激光光源，用于产生脉冲激光光束；分束镜，用于将脉冲激光光束分成第一子光束和第二子光束；脉冲激光调节组件，用于调节第二子光束的波长以得到第三子光束，并调节第三子光束与第一子光束之间的时间差，以延迟出射第三子光束；合束镜，用于将第一子光束和经延迟出射的第三子光束合并，得到合并光束；光场调控组件，用于对合并光束进行调整聚合，并在显示区域处使空气电离形成全息图像。该空气电离显示装置，可以在激光光源输出功率较低的前提下实现大范围的空气电离。的空气电离。的空气电离。
【技术实现步骤摘要】
空气电离显示装置及其控制方法
[0001]本专利技术涉及成像
，尤其涉及一种空气电离显示装置及其控制方法。
技术介绍
[0002]空气电离成像系统在成像过程中，需利用透镜对光束聚合并在透镜的焦点处电离空气形成光点。由于形成空气电离所需脉冲在单位面积内的光功率阈值较高，因此在每个电离点处由空间光调制器调制光场形成的聚焦点个数受到了脉冲功率的限制，即显示画面的像素受制于脉冲功率的大小。若要提高显示画面的像素，则需进一步提高光源输出脉冲功率，但就目前技术而言，难以大幅度提升光源输出脉冲功率。
[0003]另外，空气电离显示系统中变焦透镜等光学元器件损伤阈值有限，通常难以承受高峰值功率密度的脉冲激光长时间作用，使得光源输出脉冲功率也有上限，综合因素导致了空气电离显示的画面区域较小，无法满足较大画面的空中成像显示需求。
技术实现思路
[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的第一个目的在于提出一种空气电离显示装置，以在激光光源输出功率较低的前提下实现大范围的空气电离。
[0005]本专利技术的第二个目的在于提出一种空气电离显示装置的控制方法。
[0006]为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种空气电离显示装置，包括：脉冲激光光源，用于产生脉冲激光光束；分束镜，用于将所述脉冲激光光束分成第一子光束和第二子光束；脉冲激光调节组件，用于调节所述第二子光束的波长以得到第三子光束，并调节所述第三子光束与所述第一子光束之间的时间差，以延迟出射所述第三子光束；合束镜，用于将所述第一子光束和经延迟出射的第三子光束合并，得到合并光束；光场调控组件，用于对所述合并光束进行调整聚合，并在显示区域处使空气电离形成全息图像。
[0007]为达到上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种空气电离显示装置的控制方法，该方法用于上述的空气电离显示装置，所述方法包括以下步骤：通过所述脉冲激光光源输出脉冲激光光束，并通过所述分束镜将所述脉冲激光光束分成第一子光束和第二子光束；通过所述脉冲激光调节组件调节所述第二子光束的波长以得到第三子光束，并调节所述第三子光束与所述第一子光束之间的时间差，以延迟出射所述第三子光束；通过所述合束镜将所述第一子光束和经延迟出射的第三子光束合并，得到合并光束；通过所述光场调控组件对所述合并光束进行调整聚合，并在显示区域处使空气电离形成全息图像；获取所述全息图像的亮度信息，并根据所述全息图像的亮度信息对所述脉冲激光调节组件、所述光场调控组件进行控制，以使所述全息图像的亮度满足预设条件。
[0008]本专利技术实施例的空气电离显示装置及其控制方法，可以利用脉冲激光光源产生脉冲激光光束，进而分束镜将该脉冲激光光束分成第一子光束与第二子光束，脉冲激光调节组件调节第二子光束的波长以得到第三子光束，并调节第三子光束与第一子光束之间的时
间差，以延迟出射第三子光束，进而合束镜将第一子光束与第二子光束合并成为合并光束，光场调控组件对合并光束进行调整聚合，并在显示区域处使空气电离形成全息图像。由此，可以在激光光源输出功率较低的前提下实现大范围的空气电离。
[0009]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0010]图1是本专利技术一个实施例的空气电离显示装置的结构框图；
[0011]图2是本专利技术另一个实施例的空气电离显示装置的结构框图；
[0012]图3是本专利技术又一个实施例的空气电离显示装置的结构框图；
[0013]图4是本专利技术一个示例的光学延迟线的结构示意图；
[0014]图5是本专利技术另一个示例的光学延迟线的结构示意图；
[0015]图6是本专利技术第一示例的光场调控组件的结构示意图；
[0016]图7是本专利技术第二示例的光场调控组件的结构示意图；
[0017]图8是本专利技术第三示例的光场调控组件的结构示意图；
[0018]图9是本专利技术第四示例的光场调控组件的结构示意图；
[0019]图10是本专利技术第五示例的光场调控组件的结构示意图；
[0020]图11是本专利技术一个实施例的空气电离显示装置的工作流程图；
[0021]图12是本专利技术一个实施例的空气电离显示装置的控制方法的流程图。
具体实施方式
[0022]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0023]下面参考附图描述本专利技术实施例的空气电离显示装置及其控制方法。
[0024]图1是本专利技术一个实施例的空气电离显示装置的结构框图。
[0025]如图1所示，空气电离显示装置10包括：脉冲激光光源11、分束镜12、脉冲激光调节组件13、合束镜14、光场调控组件15。
[0026]具体地，上述脉冲激光光源11用于产生脉冲激光光束；上述分束镜12用于将脉冲激光光束分成第一子光束和第二子光束；上述脉冲激光调节组件13用于调节第二子光束的波长以得到第三子光束，并调节第三子光束与第一子光束之间的时间差，以延迟出射第三子光束；上述合束镜14用于将第一子光束和经延迟出射的第三子光束合并，得到合并光束；上述光场调控组件15用于对合并光束进行调整聚合，并在显示区域处使空气电离形成全息图像。
[0027]其中，上述脉冲激光光源11产生的脉冲激光光束的脉冲宽度可以为50fs
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100ns，脉冲能量可以为20μJ
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10mJ，重复频率可以为500Hz
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10MHz，波长可以为1000nm
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1200nm。脉冲激光光源11产生脉冲激光光束后，该脉冲激光光束经过分束镜12被分为第一子光束和第二子光束。
[0028]进一步地，在上述分束镜12将脉冲激光光束分为第一子光束与第二子光束后，上
述第一子光束经过分束镜12到达合束镜14，上述第二子光束经过分束镜12到达脉冲激光调节组件13。
[0029]上述第一子光束经过合束镜14到达光场调控组件15，光场调控组件15对第一子光束进行调整聚焦，上述第一子光束在显示区域处使空气中的分子或原子进入第一激发态。由于大多数分子或原子的电离势范围在5
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20eV之间，由E＝hλ/c可知，单光子电离的波长范围为62
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248nm，即一般的单个紫外光子或可见光波段光子并不能使空气中的原子或分子电离。因而，上述第一子光束在显示区域处使空气中的原子或分子被激发到一个较低的第一激发态。
[0030]上述脉冲激光调节组件13对第二子光束进行调节得到第三子光束，上述第三子光束的波长可以为800nm
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2000nm，第三子光束的重复频率与第二子光束相同。进而脉冲激光调节组件13延本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种空气电离显示装置，其特征在于，包括：脉冲激光光源，用于产生脉冲激光光束；分束镜，用于将所述脉冲激光光束分成第一子光束和第二子光束；脉冲激光调节组件，用于调节所述第二子光束的波长以得到第三子光束，并调节所述第三子光束与所述第一子光束之间的时间差，以延迟出射所述第三子光束；合束镜，用于将所述第一子光束和经延迟出射的第三子光束合并，得到合并光束；光场调控组件，用于对所述合并光束进行调整聚合，并在显示区域处使空气电离形成全息图像。2.如权利要求1所述的空气电离显示装置，其特征在于，还包括：控制器，所述控制器分别与所述脉冲激光光源、所述脉冲激光调节组件和所述光场调控组件连接，用于根据所述全息图像的亮度信息，对所述脉冲激光光源输出激光、所述脉冲激光调节组件、所述光场调控组件进行控制。3.如权利要求1所述的空气电离显示装置，其特征在于，所述脉冲激光调节组件，包括：脉冲激光调节器，用于调节所述第二子光束的波长以得到所述第三子光束；光学延迟线，用于调节所述第三子光束与所述第一子光束之间的时间差，以延迟出射所述第三子光束。4.如权利要求3所述的空气电离显示装置，其特征在于，所述光学延迟线包括：角锥棱镜，所述角锥棱镜包括两个全反射镜，两个所述全反射镜相互垂直，所述角锥棱镜用于将所述脉冲激光调节器出射的第三子光束反射至所述合束镜上；电动平移台，用于带动所述角锥棱镜在所述第三子光束的入射方向上移动。5.如权利要求3所述的空气电离显示装置，其特征在于，所述光学延迟线包括：第一角锥棱镜和第二角锥棱镜，所述第一角锥棱镜和所述第二角锥棱镜均包括两个全反射镜，两个所述全反射镜相互垂直，所述第一角锥棱镜的一个全反射镜与所述第二角锥棱镜的一个全反射镜正对设置；电动平移台，用于带动至少一个所述角锥棱镜在所述第三子光束的入射方向上移动；第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜用于将所述脉冲激光调节器出射的第三子光束反射至所述第一角锥棱镜的另一个全反射镜上，所述第二反射镜用于将所述第二角锥棱镜的另一个全反射镜出射的第三子光束反射至所述合束镜上。6.如权利要求1所述的空气电离显示装置，其特征在于，所述光场调控组件包括：调节单元，用于对所述合并光束的方向进行调整；聚焦单元，用于对方向调整后的合并光束在...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈标，韩成飞，张亮亮，
申请(专利权)人：安徽省东超科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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