[發(fā)明專利]高功率高光束質(zhì)量的多陣列合束激光器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410532806.5
• 申請日: 2014-10-10
• 公開（公告）號: CN104269742A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇宙平;張秀梅;朱焯煒;闕立志
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: H01S5/40
• 分類號: H01S5/40;H01S5/06
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32104
• 代理人: 殷紅梅;張濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種合束激光器，尤其是一種高功率高光束質(zhì)量的多陣列合束激光器，屬于激光的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

高功率激光二極管陣列具有各種各樣的優(yōu)點：如使用壽命長，操作簡單，效率高等。因此，高功率激光二極管陣列在材料加工、泵浦固態(tài)或光纖激光器、軍事等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。然而激光二極管陣列的輸出光的光束質(zhì)量很差，限制了很多領(lǐng)域的應(yīng)用。激光二極管陣列光束質(zhì)量差的原因就是每個發(fā)光單元在慢軸方向?qū)挾却蠹s為80微米，而在快軸方向?qū)挾燃s為1微米，因此慢軸方向有多個空間模，導(dǎo)致光束質(zhì)量變差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種高功率高光束質(zhì)量的多陣列合束激光器，其結(jié)構(gòu)簡單，能實現(xiàn)多個激光二極管陣列的高功率高光束質(zhì)量輸出，安全可靠。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述高功率高光束質(zhì)量的多陣列合束激光器，包括若干激光二極管陣列；在每個激光二極管陣列的輸出端面上均安裝有快軸準(zhǔn)直鏡，在激光二極管陣列的光路上均設(shè)置有光束分光器，在所述光束分光器的分束光路上分別設(shè)置有平面反射器以及輸出耦合鏡陣列，所述輸出耦合鏡陣列與平面反射器分別位于光束分光器的兩側(cè)；在輸出耦合鏡陣列的外側(cè)設(shè)置有匯聚透鏡。

每個激光二極管陣列內(nèi)包括19或49個發(fā)光單元。所述快軸準(zhǔn)直鏡為焦距小于1mm的柱面鏡、非球面透鏡或梯度折射率透鏡，快軸準(zhǔn)直透鏡固定在激光二極管陣列的輸出端面上。

所述光束分光器包括六面體棱鏡，所述六面體棱鏡的側(cè)面均鍍有高反膜；激光二極管陣列對稱分布在六面體棱鏡的外側(cè)，六面體棱鏡能將每個激光二極管陣列的光束分成入射到平面反射器的上支路光束以及入射到輸出耦合鏡陣列的下支路光束。

所述平面反射器包括平面反射鏡、平面閃耀光柵或體光柵。所述平面反射器的傾角為-10°～10°。

本發(fā)明的優(yōu)點：采用了棱鏡分束與平面反射器選模的方式使激光二極管陣列輸出激光的光束質(zhì)量可以提高，很容易擴(kuò)展成多個激光二極管陣列同時輸出光束質(zhì)量很好的激光，而且多束激光通過輸出耦合鏡陣列容易進(jìn)行合束，形成高功率高光束質(zhì)量的激光，采用普通的光學(xué)元器件，價格低廉，結(jié)構(gòu)簡單，很容易推廣到二維的激光二極管陣列，安全可靠。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的實施結(jié)構(gòu)圖。

附圖標(biāo)記說明：1-第一激光二極管陣列、2-第一快軸準(zhǔn)直透鏡、3-第二快軸準(zhǔn)直透鏡、4-第二激光二極管陣列、5-第三激光二極管陣列、6-第三快軸準(zhǔn)直透鏡、7-第四快軸準(zhǔn)直透鏡、8-第四激光二極管陣列、9-第五激光二極管陣列、10-第五快軸準(zhǔn)直透鏡、11-第六快軸準(zhǔn)直透鏡、12-第六激光二極管陣列、13-第一光束分光器、14-第二光束分光器、15-第三光束分光器、16-第一平面反射器、17-第二平面反射器、18-第三平面反射器、19-第一輸出耦合平面反射鏡、20-第二輸出耦合平面反射鏡、21-第三輸出耦合平面反射鏡、22-第四輸出耦合平面反射鏡以及23-匯聚透鏡。

具體實施方式

下面結(jié)合具體附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

為了能實現(xiàn)多個激光二極管陣列的高功率高光束質(zhì)量輸出，本發(fā)明包括若干激光二極管陣列；在每個激光二極管陣列的輸出端面上均安裝有快軸準(zhǔn)直鏡，在激光二極管陣列的光路上均設(shè)置有光束分光器，在所述光束分光器的分束光路上分別設(shè)置有平面反射器以及輸出耦合鏡陣列，所述輸出耦合鏡陣列與平面反射器分別位于光束分光器的兩側(cè)；在輸出耦合鏡陣列的外側(cè)設(shè)置有匯聚透鏡。

具體地，每個激光二極管陣列內(nèi)包括19或49個發(fā)光單元。所述快軸準(zhǔn)直鏡為焦距小于1mm的柱面鏡、非球面透鏡或梯度折射率透鏡，快軸準(zhǔn)直透鏡固定在激光二極管陣列的輸出端面上。

所述光束分光器包括六面體棱鏡，所述六面體棱鏡的側(cè)面均鍍有高反膜；激光二極管陣列對稱分布在六面體棱鏡的外側(cè)，六面體棱鏡能將每個激光二極管陣列的光束分成入射到平面反射器的上支路光束以及入射到輸出耦合鏡陣列的下支路光束。輸出耦合鏡陣列用于將下支路光束入射到匯聚透鏡23上，以便通過匯聚透鏡23對光線進(jìn)行合束，得到高功率高光束質(zhì)量的光線。