[發明專利]交織激光束

有效

• 申請號: 200980147759.X
• 申請日: 2009-10-21
• 公開（公告）號: CN102227669A
• 公開（公告）日: 2011-10-26
• 發明（設計）人: U·邦納;M·利爾曼;V·C·內戈伊塔;T·維特哈克;A·基利;C·蒂爾科恩
• 申請（專利權）人: 通快光子學公司
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09;H01S5/022;H01S5/024;H01S5/40
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳松濤;韓宏

技術領域

本發明涉及例如大功率二極管激光系統的交織激光束。

背景技術

用于高性能固態激光器的激光系統能夠基于激光二極管和激光二極管條(bar)。為了向例如盤形(disk)激光器的固態激光介質提供高泵浦功率，將多個激光二極管或者激光二極管條的發射激光束組合以形成泵浦激光束。

發明內容

在此公開的系統和方法提供一種在大功率激光二極管應用中組合例如激光二極管和激光二極管條的激光束的簡單而成本經濟的方式。

在一個通常方面，一種激光系統包括至少兩個源，每一個源配置為提供至少兩個空間上分離的激光束，以及配置為沿著弧安裝所述至少兩個源的安裝件，所述弧限定角坐標和徑向坐標，其中軸向坐標與所述角坐標和所述徑向坐標正交，并且所述空間上分離的激光束在所述軸向坐標上分離。所述安裝件還配置為安裝所述至少兩個源從而提供所述激光束在所述軸向坐標上的偏移，以使得激光束在所述弧的中心區域在軸向方向上交織。

在另一方面中，一種用于交織至少兩個源的激光束的束形成系統，包括用于所述至少兩個源的安裝件，所述安裝件配置為在其上沿著弧且以軸向坐標上的偏移安裝所述至少兩個源，所述弧限定角坐標和徑向坐標，其中軸向坐標與角坐標和徑向坐標正交，以使得從所述至少兩個源中的不同源提供的激光束在所述弧的中心區域處在所述軸向坐標上交織，該束形成系統還包括位于所述中心區域中以在公共方向上導向所述交織的激光束的對準光學器件。

在另一方面，一種方法包括提供在徑向方向上朝向中心區域行進的第一組激光束，所述第一組激光束在圓柱坐標系的軸向坐標上移位，提供在所述圓柱坐標系的徑向方向上朝向所述中心區域行進的第二組激光束，所述第二組激光束在軸向坐標上移位，其中在所述軸向坐標上，所述第一組激光束中的激光束與所述第二組激光束中的激光束交織。

在另一方面，一種激光系統包括至少兩個源，每一個源配置為提供在圓柱坐標系的軸向坐標上分離的至少兩個激光束，所述至少兩個源沿著所述圓柱坐標系的不同角坐標和相同徑向坐標的圓弧設置，其中所述源中的至少一個源包括激光二極管和偏轉光學器件，其中所述激光二極管配置為沿著所述軸向方向發射所述至少兩個激光束中的第一激光束，所述第一激光束的快軸沿著所述徑向坐標，并且所述偏轉光學器件配置為沿著朝向所述圓柱坐標系的中心區域的方向偏轉所述第一激光束，從而將所述快軸改變為沿著所述軸向坐標的方向。

實施方式可以包括以下特征中的一個或者多個。

安裝所述至少兩個源中的一個源以用于提供具有位于由所述至少兩個源中的另一個源提供的一對激光束的軸向坐標之間的軸向坐標的激光束。

對準光學器件可以位于所述中心區域以在公共方向上導向所述交織的激光束。對準光學器件可以包括疊置的光學元件。而且，該疊置的光學元件的相鄰光學元件可以導向不同源的激光束。所述光學元件的示例包括扁平(flat)鏡、拋物線(parabolic)鏡和棱鏡。

可以配置所述安裝件以安裝六個相同的源并且所述弧可以是圓弧。

可以配置所述安裝件和所述對準光學器件以對于所述至少兩個源的所述激光束提供相同的光學路徑長度。

所述源中的至少一個源可以包括疊置的激光二極管單元。

所述源中的至少一個源可以包括散熱器和兩個激光二極管。具體地說，所述激光二極管中的至少一個激光二極管可以扁平設置在所述散熱器上以使得該激光二極管的發射表面與所述散熱器垂直，以用于發射與散熱器平行并且具有與散熱器垂直的快軸的激光束。而且，可以配置偏轉光學器件以沿朝向中心區域的方向偏轉與散熱器平行發射的激光束。

所述源中的一個源的散熱器可以利用陶瓷層與激光二極管電絕緣。

可以電連接所述源中的一個源的激光二極管以用于供應電流串行地經過全部激光二極管。

所述激光系統還可以包括在對準光學器件之后所述交織的激光束的光學路徑中的束形成光學器件。可選地或者附加地，所述束形成光學器件可以部分或者完全結合在所述對準光學器件中。

可以配置所述源以在所述軸向坐標上提供多個移位一間距的激光束，所述間距至少為所述激光二極管沿與發射表面垂直的方向的長度。可以進一步配置所述源以發射具有幾毫米間距的多個垂直移位的激光束，例如至少為5mm、10mm或者15mm。

所述激光系統還可以包括用于所發射的激光束的快軸和慢軸中的至少一個的準直光學器件。所述準直光學器件可以包括用于調節快軸的圓柱形光學望遠鏡。