[發(fā)明專利]二極管激光器陣列光束整形微透鏡系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110278170.2
• 申請日: 2011-09-19
• 公開（公告）號: CN102331625A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁一平;范嗣強;戴特力
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶師范大學(xué)
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09;G02B7/02;G02B3/00
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 謝殿武

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于激光技術(shù)領(lǐng)域的附屬部件，特別涉及一種用于二極管激光器陣列的光束整形微透鏡陣列。

背景技術(shù)

二極管激光器具有體積小、重量輕、使用壽命長的特點，廣泛應(yīng)用于軍事、醫(yī)療和工業(yè)生產(chǎn)。二極管激光器可制成大功率激光二極管陣列，該陣列的發(fā)光單元在相互垂直的兩個方向上具有差異較大的發(fā)散角，也就是通常所說的快軸和慢軸方向，激光二極管沿慢軸方向并列設(shè)置形成陣列，快軸發(fā)散角度大于慢軸發(fā)散角度。會使發(fā)光單元所發(fā)出的光具有像散和較嚴重的不對稱，影響該激光二極管陣列的應(yīng)用。因而，為了克服上述缺陷，保證該陣列輸出光束的質(zhì)量，需要對光束進行整形，以獲得對稱的光斑。

較為普遍的整形結(jié)構(gòu)是采用透鏡進行整形。單一形狀的透鏡只能滿足一個方向上的整形；雖然出現(xiàn)了在兩個方向上對快軸和慢軸同時壓縮的裝置，但無論從設(shè)計和加工，還是安裝過程均較復(fù)雜，并會出現(xiàn)誤差等等，影響激光器的后續(xù)使用。

中國專利申請200510105682.3公開了一種整形微透鏡陣列，在一塊基片上相背設(shè)置快軸壓縮和慢軸壓縮兩組透鏡；結(jié)構(gòu)簡單，有針對性的對快軸和慢軸同時進行整形壓縮，具有設(shè)計簡單、減小安裝誤差并且效率較高。

但是，上述陣列中的快軸壓縮透鏡和慢軸壓縮透鏡一體固定設(shè)置，而不同的激光二極管陣列的發(fā)光參數(shù)是不同的，因而上述透鏡陣列對于不同的二極管陣列并不能通用，否則會影響到整形效果；在對光束質(zhì)量要求較高的場合，則無法滿足要求。只能生產(chǎn)出與二極管陣列相對應(yīng)的透鏡陣列，降低工作效率，浪費成本。較為重要的是，發(fā)光單元的光經(jīng)過快軸和慢軸整形后必須經(jīng)過聚焦才能進入光纖傳輸使用。實踐中則通過另外設(shè)置的聚光透鏡進行聚光。而對于微透鏡來說，聚光透鏡的設(shè)置往往不能保證較好的調(diào)整精度，并且需要另外的固定措施，致使結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

因此，需要一種透鏡陣列，對于不同的二極管陣列具有較好的通用性，可根據(jù)發(fā)散角的不同調(diào)節(jié)慢軸壓縮透鏡和快軸壓縮透鏡，而不需更換標準透鏡陣列，同時，利用簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)聚光，使用簡單方便，提高工作效率，降低成本。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的提供一種二極管激光器陣列光束整形微透鏡系統(tǒng)，對于不同的二極管陣列具有較好的通用性，可根據(jù)發(fā)散角的不同調(diào)節(jié)慢軸壓縮透鏡和快軸壓縮透鏡，而不需更換標準透鏡陣列，同時，利用簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)聚光，使用簡單方便，提高工作效率，降低成本。

本發(fā)明的二極管激光器陣列光束整形微透鏡系統(tǒng)，包括沿光束方向依次設(shè)置的用于壓縮二極管激光器陣列快軸光束的柱狀快軸透鏡、用于壓縮二極管激光器陣列慢軸光束的柱狀慢軸透鏡陣列和用于聚光的聚光透鏡，所述柱狀慢軸透鏡陣列和聚光透鏡一體成形形成整體透鏡；所述柱狀快軸透鏡與整體透鏡之間分體設(shè)置。

進一步，所述柱狀快軸透鏡和整體透鏡設(shè)置于調(diào)節(jié)裝置上，所述調(diào)節(jié)裝置包括微型支架和整體透鏡座，所述柱狀快軸透鏡固定設(shè)置于微型支架，整體透鏡固定設(shè)置于整體透鏡座，所述整體透鏡座以沿光束方向位置可調(diào)的方式設(shè)置于微型支架；

進一步，所述整體透鏡座以沿慢軸方向位置可調(diào)的方式設(shè)置于微型支架；

進一步，所述微型支架上沿光束方向可滑動的方式單自由度設(shè)置有微型托板，所述整體透鏡座沿慢軸方向可滑動的方式單自由度設(shè)置于微型托板；

進一步，還包括驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置包括精密絲杠機構(gòu)I和精密絲杠機構(gòu)II，所述精密絲杠驅(qū)動機構(gòu)I的絲杠平行于二極管激光器光束且與微型支架以可繞自身軸線轉(zhuǎn)動的方式單自由度配合，微型托板設(shè)有與精密絲杠驅(qū)動機構(gòu)I的絲杠配合的貫通內(nèi)螺紋I；所述精密絲杠驅(qū)動機構(gòu)II的絲杠平行于二極管激光器慢軸方向且與微型托板以可繞自身軸線轉(zhuǎn)動的方式單自由度配合，微型支架設(shè)有與精密絲杠驅(qū)動機構(gòu)II的絲杠配合的貫通內(nèi)螺紋II；

進一步，所述微型支架與微型托板之間通過燕尾槽滑塊結(jié)構(gòu)I配合，燕尾槽滑塊結(jié)構(gòu)I包括沿光束方向設(shè)置于微型支架的燕尾槽I和設(shè)置于微型托板上與燕尾槽配合的條形滑塊I；微型托板與整體透鏡座之間采用燕尾槽滑塊結(jié)構(gòu)II配合，燕尾槽滑塊結(jié)構(gòu)II包括沿慢軸方向設(shè)置于微型托板的燕尾槽II和設(shè)置于整體透鏡座上與燕尾槽配合的條形滑塊II；

進一步，所述燕尾槽滑塊結(jié)構(gòu)I為兩組分列于精密絲杠驅(qū)動機構(gòu)I的絲杠徑向兩側(cè)；

進一步，所述柱狀快軸透鏡長度大于二極管激光器陣列發(fā)光單元慢軸方向長度總和，柱狀慢軸透鏡陣列的透鏡長度大于二極管激光器陣列發(fā)光單元快軸方向長度。