[發(fā)明專利]無(wú)熱化寬波段激光聚焦系統(tǒng)及光纖激光耦合器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910361664.3
• 申請(qǐng)日: 2019-04-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109975927B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張新彬;陳懷熹;李廣偉;馮新凱;古克義;梁萬(wàn)國(guó);黃玉寶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所
• 主分類號(hào): G02B6/32
• 分類號(hào): G02B6/32;G02B6/42
• 代理公司: 北京元周律知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11540
• 代理人: 胡璇

本申請(qǐng)公開(kāi)了一種無(wú)熱化寬波段激光聚焦系統(tǒng)及光纖激光耦合器，該聚焦系統(tǒng)包括：第一凸透鏡、第二凸透鏡、凹透鏡和第三凸透鏡，第一凸透鏡、第二凸透鏡、凹透鏡和第三凸透鏡沿光束傳輸方向依序光路連接。該系統(tǒng)，能將陣列白光激光模組產(chǎn)生的空間光束耦合進(jìn)光纖，并且具有熱穩(wěn)定性，減小了色差以及溫度改變對(duì)耦合效率的不良影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及一種無(wú)熱化寬波段激光聚焦系統(tǒng)及光纖激光耦合器，屬于光學(xué)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近幾年激光及其應(yīng)用正在蓬勃發(fā)展，其中白光激光模組，是激光應(yīng)用的一個(gè)重要發(fā)展方向。白光激光模組可用于照明、勘測(cè)和舞臺(tái)燈光等等。

產(chǎn)生白光激光模組通過(guò)將RGB三種激光耦合為光束，從而實(shí)現(xiàn)白光激光輸出。為了均勻混合三種激光并方便操控光束，通常把這三種激光耦合到光纖中。為了提高光功率，現(xiàn)有技術(shù)中多采用陣列激光光源代替單個(gè)激光。

現(xiàn)有技術(shù)中激光聚焦系統(tǒng)能將陣列空間激光束耦合至光纖實(shí)現(xiàn)白光輸出。具體過(guò)程為：把空間光束聚焦為小于光纖芯徑的光斑，然后把光纖入射端口放在該最小光斑處，從而使光斑處激光入射該光纖。

現(xiàn)在激光聚焦系統(tǒng)多僅能實(shí)現(xiàn)單波長(zhǎng)激光，當(dāng)該激光聚焦系統(tǒng)用于白光模組時(shí)會(huì)出現(xiàn)色差，降低激光的耦合效率。此外，在使用過(guò)程中高功率激光易產(chǎn)生熱量，溫度的改變會(huì)使激光聚焦系統(tǒng)的焦距產(chǎn)生漂移，這一因素也降低了白光激光模組的耦合效率。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種無(wú)熱化寬波段激光聚焦系統(tǒng)，該系統(tǒng)，能將陣列白光激光模組產(chǎn)生的空間光束耦合進(jìn)光纖，并且具有熱穩(wěn)定性，減小了色差以及溫度改變對(duì)耦合效率的不良影響。

所述無(wú)熱化寬波段激光聚焦系統(tǒng)，其特征在于，包括：第一凸透鏡、第二凸透鏡、凹透鏡和第三凸透鏡，所述第一凸透鏡、所述第二凸透鏡、所述凹透鏡和所述第三凸透鏡沿光束傳輸方向依序光路連接。

可選地，所述第一凸透鏡滿足以下條件：

其中，f_A為所述第一凸透鏡的焦距，f_B為所述第二凸透鏡的焦距。

可選地，所述凹透鏡同時(shí)滿足以下條件：

V_C＜32

其中，f_C為所述凹透鏡的焦距，V_C為所述凹透鏡的色散系數(shù)。

可選地，所述第三凸透鏡滿足以下條件：

其中，f_D為所述第三凸透鏡的焦距。

可選地，所述無(wú)熱化寬波段激光聚焦系統(tǒng)的光學(xué)總長(zhǎng)TTHI滿足以下條件，

TTHI＜55mm。

可選地，所述無(wú)熱化寬波段激光聚焦系統(tǒng)滿足以下條件：

其中，f為所述無(wú)熱化寬波段激光聚焦系統(tǒng)的焦距，D為所述無(wú)熱化寬波段激光聚焦系統(tǒng)的通光直徑。

可選地，所述無(wú)熱化寬波段激光聚焦系統(tǒng)滿足以下條件：

|Δf|＜0.1mm

其中，Δf為所述無(wú)熱化寬波段激光聚焦系統(tǒng)工作溫度從0℃升至100℃過(guò)程中的焦距變化量。