[發(fā)明專利]光源系統(tǒng)與激光光源

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510249986.0
• 申請日: 2011-10-11
• 公開（公告）號: CN104868362A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡飛;楊佳翼
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市光峰光電技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01S5/40
• 分類號: H01S5/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請為申請人于2011年10月11日遞交的申請?zhí)枮?01110306719.4，發(fā)明名稱為光源系統(tǒng)與激光光源的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及光源系統(tǒng)與激光光源。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)常用的單顆半導(dǎo)體激光器的光功率大致在幾百毫瓦左右，更大功率的有1-2瓦。單顆半導(dǎo)體激光器想要實(shí)現(xiàn)幾瓦甚至10瓦以上的功率輸出，目前較為困難。

在一些要求高光功率半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用場景中，比如投影、舞臺燈光系統(tǒng)等光功率要求達(dá)到幾十瓦的應(yīng)用場景中，可以采用陣列排布半導(dǎo)體激光器的方式。現(xiàn)有技術(shù)陣列排布半導(dǎo)體激光器的方案，是簡單地將半導(dǎo)體激光器如激光二極管進(jìn)行二維排列，然后采用準(zhǔn)直透鏡將激光二極管發(fā)出的光準(zhǔn)直。

圖1a顯示了一個(gè)4×4排布結(jié)構(gòu)的激光二級管陣列。通常激光二極管11發(fā)出的光其分布為一個(gè)橢圓高斯分布，發(fā)散角較大。準(zhǔn)直透鏡通常(圖未示)是一個(gè)旋轉(zhuǎn)對稱的透鏡，能將激光二極管11發(fā)出的光準(zhǔn)直。

再如圖1a所示，現(xiàn)有技術(shù)激光二極管排布通常為平面直射式排布，激光二極管11安裝在底座12上，底座12的投影面積大于激光二極管11的相應(yīng)投影面積。本申請發(fā)明人在長期研發(fā)中發(fā)現(xiàn)，上述平面直射式排布技術(shù)會導(dǎo)致一些技術(shù)問題的產(chǎn)生，具體描述如下：

一起參閱圖1b，由于激光二極管11的發(fā)光是橢圓高斯分布，經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡(圖未示)后形成一個(gè)橢圓光斑13，且橢圓光斑13的面積遠(yuǎn)小于底座12相應(yīng)的投影14的面積。由于底座12的投影14的面積大于激光二極管11的相應(yīng)投影面積，激光二極管11的排布密度也不能過小，加上橢圓光斑13的面積遠(yuǎn)小于底座12相應(yīng)的投影14的面積，導(dǎo)致光斑13陣列之間會存在較大的空隙，即光斑13不能夠緊密的排列在一起。因此，光功率密度受到底座12尺寸的影響，無法更高，進(jìn)而使得激光高能量密度的優(yōu)勢得不到充分的發(fā)揮。雖然可以使用透鏡聚焦各光束到一個(gè)光斑，但聚焦后的各光束不再保持平行光特性，具有一個(gè)較大的發(fā)散角，這對于后續(xù)光路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)往往是不利的。

為了提高光功率密度，專利CN101937163提供了一種實(shí)現(xiàn)激光光斑緊密排列的光源單元。如圖2所示，光源單元200包括光源組210與反射鏡組220。光源組210包括6個(gè)光源201，光源201由發(fā)光元件205與準(zhǔn)直透鏡207組成。反射鏡組220包括與光源201對應(yīng)的相互平行的6個(gè)反射鏡225，反射鏡225將各行的光源201發(fā)出的各光束反射為間隔縮小的各光束。

如圖2所示，若將光源201的準(zhǔn)直透鏡207的直徑設(shè)為a，將光源間的行間隔設(shè)為b，則光源組210的列方向的全長由于具有6列而成為6a+5b，由于從光源201的準(zhǔn)直透鏡207射出的光束均為平行光，所以從光源組210射出的光束的截面面積的列方向的全長也成為6a+5b。倘若通過一片反射鏡220e使從這種光源組210射出的光束相對于列方向而直接反射的情況下，由反射鏡220e反射的光束的截面的列方向的全長成為6a+5b。然而，在每一行配置不同的長方形狀的反射鏡225，在光源組210的光軸方向縮短各反射鏡225的相互間隔地配置這些反射鏡225，因此，由各反射鏡225反射的光束成為刪除了光源組210的各行光源201間的間隔b的狀態(tài)的光束，從而光束的列方向的全長成為6a，從而激光光斑緊密排列。

在對現(xiàn)有技術(shù)的研究過程中，本申請發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，一組相互平行的反射鏡只能壓縮一個(gè)方向上的激光光斑間距，在另一個(gè)垂直的方向上激光光斑的間距較大；為了得到在兩個(gè)方向上都壓縮的光斑陣列，則需要使用兩組反射鏡，導(dǎo)致光源單元的空間體積很大，在實(shí)際產(chǎn)品中應(yīng)用不便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種光源系統(tǒng)與激光光源，能夠?qū)崿F(xiàn)激光光斑緊密排列，有效增大光功率密度，同時(shí)有效減小產(chǎn)品體積。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種光源系統(tǒng)，包括至少一組激光光源，該一組激光光源包括：

兩組激光器組，至少一組激光器組包括至少兩個(gè)激光器，每組激光器組產(chǎn)生的各束光線同向且平行；

與激光器組對應(yīng)的兩組反射鏡組，至少一組反射鏡組包括至少兩個(gè)反射鏡，反射鏡設(shè)置在與其對應(yīng)的激光器的光軸上；反射鏡組反射與其對應(yīng)的激光器組產(chǎn)生的各束光線，使從該反射鏡組出射的該各束光線間的間距小于入射到該反射鏡組的各束光線間的間距；

從兩組激光器組出射的各束光線相互平行，從兩組反射鏡組出射的各束光線同向且相互平行；