[發明專利]一種半導體激光器遠距離光斑的勻化方法

在審

• 申請號: 202110092068.7
• 申請日: 2021-01-23
• 公開（公告）號: CN112838473A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 羅山程
• 申請（專利權）人: 成都壹程科技有限公司
• 主分類號: H01S5/068
• 分類號: H01S5/068;H01S5/0683;H01S5/00
• 代理公司: 深圳市凱博企服專利代理事務所(特殊普通合伙) 44482
• 代理人: 李紹飛

本發明公開了一種半導體激光器遠距離光斑的勻化方法，步驟一，通過激光器控制裝置設定激光器的輸出功率和光斑參數；步驟二，在激光加工系統的外光路中加入像散補償裝置，激光光束經過像散補償裝置后，產生像散；步驟三，沿激光光束方向采集激光光束的光斑圖像；步驟四，根據采集的光斑圖像采用背景減除法與閾值法進行預處理，得到預處理后的光斑圖像。本發明提供一種較好的半導體激光器遠距離光斑的勻化方法，避免整體機構較復雜，產品制作成本也相對降低，且采用此種方法體積也可相對較小，實現達到更好使用效果。

技術領域

本發明涉及一種半導體激光器遠距離光斑的勻化方法，屬于半導體激光器技術領域。

背景技術

半導體激光器又稱激光二極管，是用半導體材料作為工作物質的激光器。由于物質結 構上的差異，不同種類產生激光的具體過程比較特殊。常用工作物質有砷化鎵(GaAs)、 硫化鎘(CdS)、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS)等。激勵方式有電注入、電子束激勵和光泵 浦三種形式。半導體激光器件，可分為同質結、單異質結、雙異質結等幾種。同質結激 光器和單異質結激光器在室溫時多為脈沖器件，而雙異質結激光器室溫時可實現連續工 作。

現有技術中，針對激光光斑的問題，通常采用如在投影用屏幕上增設一制動機構(actuator)如馬達以驅使屏幕不斷地移動或轉動，以破壞激光束的同調性而減低干涉現象；或利用透鏡將一影像產生模塊所產生的影像聚焦于可移動或轉動的一可隨時間變更擴散器(Time-varyingDiffuser)上，以破壞激光的同調性，從而緩和影像畫面上的激光斑點現象，其原理是以高頻率的震動造成相位差間的紊亂，使影像抵達人眼后不易察覺微小光點間的明暗差異，從而降低甚至消除激光光斑。但是，前述裝置或方法皆是利用制動機構以驅動屏幕或擴散器(Time-varying Diffuser)相對于激光產生移動或轉動，因此整體機構較復雜，產品制作成本也相對提高，且體積相對較大。因此，迫切需要一種半導體激光 器遠距離光斑的勻化方法，以解決現有技術中存在的這一問題。

為了解決上述技術問題，特提出一種新的技術方案。

發明內容

本發明的目的在于提供一種半導體激光器遠距離光斑的勻化方法，以解決上述背景技 術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種半導體激光器遠距離光斑的勻化方 法，所述方法包含下述步驟：

步驟一，通過激光器控制裝置設定激光器的輸出功率和光斑參數

步驟二，在激光加工系統的外光路中加入像散補償裝置，激光光束經過像散補償裝置 后，產生像散；

步驟三，沿激光光束方向采集激光光束的光斑圖像；

步驟四，根據采集的光斑圖像采用背景減除法與閾值法進行預處理，得到預處理后的 光斑圖像；

步驟五，計算預處理后的光斑圖像的激光光斑中心位置；

步驟六，調節像散補償裝置中的光學元件的旋轉角度，改變像散補償裝置產生像散的 大小和方向，使像散補償裝置產生的像散與原激光加工系統的像散大小相等、方向相反， 對整個激光加工系統的像散進行反向補償；

步驟七，保存激光光斑中心位置在水平方向和垂直方向的光斑圖像像素灰度值大小， 然后進行高斯曲線擬合，計算水平方向和垂直方向高斯擬合曲線的方差，并根據計算的方 差得到光斑圖像在水平方向和垂直方向的光斑半徑大小。

步驟八，通過光束質量分析儀觀察最終的光斑在離焦狀態下的橢圓度來調節像散補償 裝置，當離焦狀態下光斑最大程度為一個圓形光斑時，對應的像散補償裝置旋轉角度即為 需要的角度，此時像散補償裝置的補償量即為像散補償值。

優選地，所述像散補償裝置采用平板玻璃。

優選地，所述像散補償裝置采用平板玻璃。