[發明專利]一種二極管激光器光束準直的方法

有效

• 申請號: 201710653649.7
• 申請日: 2017-08-04
• 公開（公告）號: CN107346062B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 梅亮;孔政
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G02B27/30
• 分類號: G02B27/30;G02B27/09
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

1.一種二極管激光器光束準直的方法，其特征在于，該方法所用的裝置包括二極管激光器(1)、凸柱面透鏡(4)、凹柱面透鏡(5)和凸透鏡(7)，四者的布局和尺寸要求如下：

fb₁為凸柱面透鏡(4)的后平面到其焦點的距離，也是凸柱面透鏡(4)的后平面到二極管激光器(1)發射截面的距離；fb₂為凹柱面透鏡(5)的平面到其焦點的距離，也是凹柱面透鏡(5)的平面到二極管激光器(1)發射截面的距離；d₁為凸柱面透鏡(4)的后平面到凹柱面透鏡(5)的平面的距離；f為凸透鏡(7)的焦距，即凸透鏡(7)到二極管激光器(1)發射截面的距離；d₂為凸透鏡(7)到凹柱面透鏡(5)的平面的距離；同時滿足fb₂-fb₁=d₁和d₂=f-?fb₂；

凸柱面透鏡(4)的口徑2r₃比二極管激光器(1)在快軸方向上的激光光束在fb₁處的光斑尺寸大，此光斑指的是激光光束的半高全寬；凹柱面透鏡(5)的口徑?2r₄比激光光束經過凸柱面透鏡(4)準直后發射到凹柱面透鏡(5)的光斑尺寸大；凸柱面透鏡(4)的口徑等于激光光束發射到凹柱面透鏡(5)的光斑尺寸；

在激光光束的快軸方向上，凸柱面透鏡(4)、凹柱面透鏡(5)和凸透鏡(7)三者在同一個焦點，并保證輸出激光光束快軸的發散角與凸透鏡(7)的接收角匹配，即2r₁/fb₂=?2r₂/f；2r₁為激光光束發射到凹柱面透鏡(5)的光斑的尺寸，2r₂為凸透鏡(7)的口徑；在激光光束慢軸方向上，激光光束在經過凸柱面透鏡(4)?、凹柱面透鏡(5)時，發散角并不會發生變化；

二極管激光器(1)發出的激光光束依次經過凸柱面透鏡(4)、凹柱面透鏡(5)和凸透鏡(7)準直后發射到大氣中；沿著快軸方向的激光光束首先經過凸柱面透鏡(4)，被準直成平行光；然后經過凹柱面透鏡(5)，使得快軸方向的光束再次變為發散；此時輸出激光光束的快軸發散角與凸透鏡(7)的接收角匹配，從而極大地提高了快軸激光束的耦合效率。