2 april 2009
VUB-team maakt komaf met storende korreligheid van laserprojecties
Wetenschappers van de vakgroep Toegepaste natuurkunde en fotonica van de Vrije Universiteit Brussel hebben samen met enkele collega’s van het Duitse Karlsruhe Institute of Technology een manier gevonden om de storende korreligheid in het beeld van laserprojectoren sterk te reduceren. De resultaten kunnen vrijwel meteen leiden tot een aanzienlijke verbetering van de bestaande technologie, onder meer bij lijngeneratoren in de auto- en vliegtuigbouwindustrie.
Speckle is een storend interferentiefenomeen dat optreedt wanneer men een voorwerp belicht met een coherente lichtbron zoals een laser. Wanneer men een laser gebruikt als lichtbron voor projectie-, display- of printertoepassingen uit speckle zich als een waarneembare korreligheid in het beeld, wat zeer storend is voor de ogen en voor een ruis zorgt die de nauwkeurigheid van optische meetsystemen beïnvloedt. Wetenschappers van de vakgroep Toegepaste natuurkunde en fotonica van de Vrije Universiteit Brussel hebben echter een nieuwe aansturingsmethode voor halfgeleiderlasers ontwikkeld die dit storende effect wegwerkt door de laser in een regime van ruimtelijk incoherente emissie te drijven. De laser wordt hierbij zodanig aangestuurd dat het normale emissiepatroon geen tijd krijgt om zich op te bouwen, waardoor men geen coherente lichtbundel krijgt maar eerder een bundel die samengesteld lijkt uit meerdere, kleine lasertjes. Het is vergelijkbaar met LED-licht, maar met het grote verschil dat het laserlicht een veel zuiverdere kleurhelderheid oplevert en meer gericht wordt uitgezonden.
De wetenschappers zijn erin geslaagd om met deze techniek de speckle te onderdrukken tot een indrukwekkende 3,5 procent. Dat is lager dan het menselijk oog kan detecteren (4 procent). De opstelling is bovendien erg praktisch omdat er geen bewegende of roterende componenten nodig zijn om de speckle te verminderen, wat bij de huidige laserprojectoren wel het geval is.
De resultaten van het onderzoek leiden tot een verbetering van de bestaande technologie. Voor het gebruik in commerciële laserprojectoren is het nog iets te vroeg, omdat de emissie van deze halfgeleiderlasers zich voorlopig beperkt tot het infrarode spectrum, terwijl voor het genereren van wit licht zowel rode, blauwe als groene lasers vereist zijn. Maar de resultaten zijn wel al meteen toepasbaar in lijngeneratoren, die op dit moment wereldwijd gebruikt worden om bij allerhande productieprocessen (o.a. in de auto- en vliegtuigindustrie) de precieze vorm van mechanische onderdelen te controleren. Dit gebeurt door er een lijn op te projecteren om zo de exacte vorm van het object te kunnen detecteren. Dankzij het wegnemen van de speckle-‘ruis’ kan men voortaan veel nauwkeuriger meten.
Referenties
[1] F. Riechert, G. Craggs, Y. Meuret, B. Van Giel, H. Thienpont, U. Lemmer, and G. Verschaffelt, “Low speckle laser projection with a broad-area vertical-cavity surface-emitting laser in the nonmodal emission regime”, Applied Optics, vol. 48, pp. 792-798, January 2009.
[2] G. Verschaffelt, G. Craggs, M. Peeters, S.K. Mandre, H. Thienpont, and I. Fischer, “Spatially resolved characterization of the coherence area in the incoherent emission regime of a broad-area Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser”, IEEE Journal of Quantum Electronics, vol. 45, pp. 249-255, March 2009.
Meer informatie
Dr. ir. Guy Verschaffelt
Tel: 02-629 36 57
Gsm: 0473-582839
guy.verschaffelt@vub.ac.be
Gordon Craggs
Tel: 02-629 36 53
Gsm: 0472-65 80 08
gordon.craggs@vub.ac.be