[發明專利]折射型高功率半導體激光器陣列光束整形裝置

有效

• 申請號: 201310073435.4
• 申請日: 2013-03-07
• 公開（公告）號: CN103278928A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 黃志華;劉興勝;熊玲玲;張普;王貞福;劉暉
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 楊引雪

1.一種折射型高功率半導體激光器陣列光學整形裝置，其特征在于：包括沿光傳播方向依次放置第一透射光學玻璃組，第二透射光學玻璃組，和用于實現分割的光束沿著激光光束快軸方向重排的反射光學玻璃組；第一透射光學玻璃組的透射光學玻璃數量為N/2，第二透射光學玻璃組的透射光學玻璃數量為（N/2）+1，反射光學玻璃組的光學玻璃數量為N，所述N應滿足N=2K，K為自然數，N同時還需滿足其中BPP_f和BPP_S分別為一維陣列光束準直后計算得到的快軸和慢軸光參數積；所述第二透射玻璃組中的第m塊和第m+1塊玻璃的分界線（m為小于N的自然數），對準第一直角梯形玻璃組中的第m塊玻璃厚度的中線；所述第一透射光學玻璃組的玻璃透鏡長度均不相同；第一透射光學玻璃組和第二透射光學玻璃組的玻璃透鏡厚度均相等，且厚度為2*（L/N），所述L為半導體激光器陣列在慢軸方向的光束寬度；第一透射光學玻璃組用于對入射光沿慢軸方向進行N/2等份切割，并沿快軸方向位置錯開，光線經過第一透射光學玻璃組后，入射光束在快軸方向的寬度得到壓縮，并使得出射光束的傳播方向與入射光束的傳播方向成δ角，所述的δ角應滿足0°<δ<90°；光束經過第二透射光學玻璃組后，N/2等份光束均被平分為二等份，并且使得第二透射光學玻璃組的出射光束傳播方向恢復為與第一透射光學玻璃組的入射光束傳播方向相同，出射光束在快軸方向的寬度被進一步壓縮。

2.根據權利要求1所述的高功率半導體激光器陣列光學整形裝置，其特征在于：所述第一透射光學玻璃組，第二透射光學玻璃組的透射玻璃為直角梯形、直角三角形或等邊三角形；反射光學玻璃組中的反射玻璃為矩形、直角梯形、直角梯形或等邊三角形。

3.根據權利要求1所述的高功率半導體激光器陣列光學整形裝置，其特征在于：所述第一透鏡光學玻璃組的透射玻璃長度為等差排列。

4.根據權利要求1所述的高功率半導體激光器陣列光學整形裝置，其特征在于：所述與激光光束慢軸方向一致的為X軸，與激光光束快軸方向一致的為Y軸，垂直于激光光束慢軸方向和快軸方向所形成的平面的方向為Z軸；第一玻璃組的放置方式為，直角梯形玻璃的直角邊沿Y軸方向；直角梯形玻璃的上底和下底沿Z軸方向，且長底邊為上底，短底邊為下底；直角梯形玻璃的厚度方向沿著X軸方向，且厚度遞增的方向可以為X軸的正方向或X軸的負方向，直角梯形透射玻璃組A沿厚度方向的中心點與激光光源沿慢軸方向的中心點相對；直角梯形透射玻璃的斜邊放置在后（距離光源較遠），直角邊放置在前（距離光源較近）；第二透射玻璃組置于第一透射玻璃組的后上方，其放置方式為，直角梯形玻璃的厚度方向沿著X軸方向；直角梯形玻璃的斜邊放置在后，直角邊放置在前。直角透射梯形玻璃片的短底邊為上底，長底邊為下底；且滿足上下底邊與X-Z平面的夾角為δ=θ-arcsin(n·cosθ)；矩形玻璃組C的放置方式為，所有的矩形反射玻璃片的寬邊和其中一長邊對齊。

5.根據權利要求1所述的高功率半導體激光器陣列光學整形裝置，其特征在于：所述矩形反射玻璃片的寬邊與Z軸的正方向成45°，矩形玻璃片的長邊與Z軸的負方向成45°；反射玻璃片的反射面與入射光束成45°；厚度排列的方向與激光光束的快軸方向一致，沿厚度方向的中心點與所述的第二直角梯形玻璃組B直斜邊的中心點相等。

6.根據權利要求1至5任一所述的高功率半導體激光器陣列光學整形裝置，其特征在于：所述第二透射光學玻璃組的長度應滿足排列順序為奇數的透射玻璃的長度相等，且排列順序為偶數的透射玻璃的長度相等，同時相鄰兩塊透射玻璃的長度差為一恒定值。