[實用新型]一種立體階梯鏡

有效

• 申請號: 201520419687.2
• 申請日: 2015-06-17
• 公開（公告）號: CN204807813U
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 王歡;陳昱;閆國楓
• 申請（專利權）人: 南京先進激光技術研究院
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 張曉霞

技術領域

本實用新型涉及激光技術領域，特別涉及一種可對激光光束在兩個維度實現整形壓縮的立體階梯鏡。

背景技術

激光顯示技術具有大色域、低能耗、高壽命等特點，并開始在電視、微型投影、商用和娛樂系統中應用。激光光源的紅光和藍光部分主要由半導體激光器來實現。但由于半導體激光器的光功率密度不夠，在需要高光功率密度的應用場合要對半導體激光器輸出光進行光束壓縮。光束壓縮可以通過階梯鏡實現。現有的技術主要是運用二維階梯鏡，只能在一個方向對光束進行壓縮，如圖1所示，激光光源S1和S2由于自身體積的問題，出射光線L1和L2間隔較大，經過二維階梯鏡M的反射之后得到的反射光線R1和R2的間隔明顯減小，光束得到壓縮。

一般多個光源的入射激光束通過二維階梯鏡得到的壓縮光束呈長條狀(光斑)；但在許多應用場合，需要壓縮得到方形光束。如光束耦合到光纖時，由于光束在一個方向的長度太長，所以不容易耦合，而同樣功率的方形光束更容易耦合；又如在激光加工時，用透鏡聚焦長條狀光束，會出現聚焦點不夠小的問題，導致功率密度不夠高，若使用方形光束則比較容易將光功率集中在一個區域內。如圖2所示，現有的形成方形光束的技術是用常用的二維階梯鏡配合光束整形裝置實現的，將二維階梯鏡出射的長條形入射光束從光束整形裝置的一個面入射，在內部進行轉換后，從另一個面出射，形成方形出射光束。但這種方法使激光功率受到限制，在某些大功率激光應用場合顯得非常不足。如何簡單有效的進行光束壓縮并得到方形光束成為一個亟待解決的問題。

發明內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術的不足，提供了一種立體階梯鏡作為光束壓縮裝置，可同時壓縮多組激光器出射的激光束，既保證激光功率又簡單高效的得到方形激光束。

本實用新型的技術方案為：

一種立體階梯鏡，包括階梯鏡層，所述階梯鏡層為二維階梯鏡，每個階梯鏡層包含多級臺階，每級臺階包括臺面與臺壁，所述臺面連接并支撐相鄰兩級臺階的臺壁；每個所述臺壁對應一束入射激光，臺壁作為反射面；臺壁方向根據其對應入射激光的入射方向確定，設置臺壁方向使同一階梯鏡層內入射激光經臺壁反射后的出射光路均相互平行且形成一出射光平面，出射光束光斑呈長條狀；所述立體階梯鏡由多個所述階梯鏡層沿與自身出射光平面垂直的方向順序組合構成，使組合后的所有的階梯鏡層的出射光均保持同向且出射光平面均保持相互平行；相鄰階梯鏡層的臺階所在位置相互錯開，可允許激光光源具有更大的間距。

優選的，所述立體階梯鏡中的所有臺階在同側順序分布或在兩側鏡像對稱分布。立體階梯鏡多級采用兩側對稱分布的結構是單側分布臺階的簡單擴展。

優選的，同一階梯鏡層中的各級臺面相互平行。

進一步優選的，不同階梯鏡層中的臺面均相互平行。

進一步優選的，不同階梯鏡層中位于同側的各級臺壁均相互平行。

進一步優選的，所述立體階梯鏡同側的多束入射激光入射方向均相同并垂直于臺面，設置臺壁方向使其與對應入射激光束的入射方向成45°角。

本實用新型提供了一種能在兩個維度對激光束進行壓縮的光束壓縮裝置，可以方便的提供大功率方形激光束，具有結構簡單、使用方便、空間利用率高、光束壓縮效果好的優點。

附圖說明

圖1為現有技術階梯鏡壓縮激光束的原理示意圖；

圖2為現有技術壓縮得到方形光束的原理示意圖；

圖3為本實用新型立體階梯鏡立體結構示意圖；

圖4為本實用新型立體階梯鏡工作原理示意圖。

其中：

1：立體階梯鏡；1-1：第一階梯鏡層；1-2：第二階梯鏡層；P1、P2：出射光平面；2-1、2-2、2-3：激光光源；3-1：第一光源平臺；3-2：第二光源平臺；A1、A2、A3：入射光束；B1、B2、B3：出射光束；a：臺階；a-1：臺面；a-2：臺壁；

M：二維階梯鏡；S1、S2：激光光源；L1、L2：出射光線；R1、R2：反射光線；

具體實施方式

以下結合附圖通過實施例對本實用新型做進一步說明，以便更好地理解本實用新型。