[發明專利]多光纖激光光源耦合系統

有效

• 申請號: 201610541114.6
• 申請日: 2016-07-11
• 公開（公告）號: CN105929495B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 高文宏;趙永高;胡元元;郭澤斌;苗彩霞
• 申請（專利權）人: 山西傲維光視光電科技有限公司
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙)14100
• 代理人: 朱源,武建云

技術領域

本發明涉及激光耦合技術，具體為一種多光纖激光光源耦合系統，應用于激光光源領域，尤其是需要高功率密度雙光纖輸出的領域。

背景技術

目前，市面上已經有一些激光光源和激光耦合方案，應用于照明、舞臺燈光和測試儀器等領域。但是一般的激光光源的體積比較大，密封性差，降低了光源的使用壽命。另外，大多數激光器使用硬光路輸出，不能滿足復雜環境下對光源的要求。所以提出新的耦合方案，實現光源小型化，解決密封問題，完成軟光路耦合。

發明內容

本發明的目的在于提出一種激光光源光纖耦合設計，具有小型化，全密封，大功率，多光纖輸出的優點，滿足業內對小體積，長使用壽命，軟光路輸出的使用要求。

本發明是采用如下技術方案實現的：

一種多光纖激光光源耦合系統，包括激光光源陣列，所述激光光源陣列按照X*Y方式布置，即X列分為Y組；每組激光光源上方設置有一個直角棱鏡，Y個直角棱鏡的高度逐級遞增呈階梯狀排布，每個直角棱鏡反射該組激光光源發出的激光。

其中，每列激光光源發出的激光光束經各自直角棱鏡反射后，入射至相應的匯聚透鏡上。每個匯聚透鏡的焦點處放置光纖跳線，即光纖跳線的入射端面正好位于焦點處，該入射端面直徑應大于焦點處光斑直徑。

工作時，激光光源發出X*Y束激光，兩兩為一組。直角棱鏡在激光器上方固定，呈階梯狀緊密排列，高度逐級遞增。以一組激光光源發出的兩束激光為例，第一束激光光束垂直射到對應的直角棱鏡的一直角面上，光線進入該直角棱鏡后發生全反射，傳播方向偏轉九十度，垂直于另一直角面發射出來，打到對應的匯聚透鏡上；第二束激光也垂直射到該直角棱鏡的一直角面上，按照相同的反射原理打到對應的匯聚透鏡上。以此類推，每組激光光源的一激光光束經過各自對應的直角棱鏡后打到對應的匯聚透鏡上；另一激光光束經過各自對應的直角棱鏡后打到對應的匯聚透鏡上。在兩個匯聚透鏡的焦點處分別放置兩根光纖跳線；一列激光光源發出的光束耦合進相應光纖端面內，另一列激光光源發出的光束耦合進另一光纖端面內。

與現有技術相比，該耦合系統的有益效果如下：

1、體積小，易集成：采用空間耦合的方式，單個光源的體積非常小，便于大規模集成，滿足各種場合的需求。

2、大功率，易安裝：極少數的光學鏡片，激光有限的光學面，損耗很低，可以實現很大的功率；由于使用了很少的光學鏡片，容易安裝，易于實現大規模的生產。

3、使用壽命長：使用合理的機械設計，易于密封，減少了灰塵，水蒸氣對光源及內部光路的污染，大大增加了光源的使用壽命。

本發明設計合理，機構簡單，系統密封性好，穩定性強，光功率密度很高，易于集成，使用光纖耦合，有非常廣的使用范圍和較好的市場應用價值。

附圖說明

圖1表示耦合系統的結構示意圖。

圖2是激光的傳播示意圖。

圖中，101~108-第一~第八LD光源，201~202-第一~第二直角棱鏡，301-第一匯聚透鏡，302-第二匯聚透鏡，401-第一光纖跳線，402-第二光纖跳線。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施例進行詳細說明。

一種多光纖激光光源耦合系統，包括激光光源陣列，激光光源采用LD光源或者其它固體光源。

如圖1所示，本實施例中所述的LD光源按照2*4的方式整齊排布，即共2列，分為4組；每組激光光源的正上方設置有一個直角棱鏡，直角棱鏡共需四個，每個直角棱鏡反射對應一組LD發出的激光，4個直角棱鏡的高度逐級遞增呈階梯狀排布，呈階梯狀排布，且直角棱鏡的直角邊的寬度配合光斑，使LD光源發出的光線不會從直角棱鏡露出，反射后的光束不會互相干涉。圖1中，第一直角棱鏡201位于第一LD光源101和第五LD光源105的上方，第二直角棱鏡202位于第二LD光源102和第六LD光源106的上方，第三直角棱鏡203位于第三LD光源103和第七LD光源107的上方，第四直角棱鏡位于第四LD光源104和第八LD光源108的上方。

其中，每列激光光源發出的激光光束經各自直角棱鏡反射后，入射至相應的匯聚透鏡上。每個匯聚透鏡的焦點處放置光纖跳線，即光纖跳線的入射端面位于焦點處，該入射端面直徑大于焦點處光斑直徑。透鏡距離棱鏡組的距離一致，且高低一致，透鏡的中心在反射光束的光軸上；光束經過的光學面，包括直角棱鏡、匯聚透鏡、光纖跳線端面均鍍增透膜。光纖跳線的纖芯直徑應大于耦合透鏡組匯聚后的光斑的大小。