[發(fā)明專利]一種塔式結(jié)構(gòu)激光源

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110447488.2
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113193479B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周少豐;歐陽春寶;胡暉
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市星漢激光科技股份有限公司
• 主分類號: H01S5/40
• 分類號: H01S5/40;H01S5/02251;H01S5/02253
• 代理公司: 武漢瑞創(chuàng)星知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 42274
• 代理人: 劉艷麗

本發(fā)明提供一種塔式結(jié)構(gòu)激光源，包括塔型基座、發(fā)光模塊、聚集透鏡和輸出光纖，塔型基座的塔層包括共軸線設(shè)置的頂部塔層和底部塔層，底部塔層和頂部塔層的側(cè)面均環(huán)設(shè)有多個安裝平臺，頂部塔層的橫截面積小于底部塔層的橫截面積，每一安裝平臺上均設(shè)有發(fā)光模塊，聚焦透鏡位于所有發(fā)光模塊的出光方向，從而使各發(fā)光模塊發(fā)出的激光被聚焦透鏡聚焦于輸出光纖。通過設(shè)置具有多層塔層的塔型基座，并使每一塔層上均環(huán)設(shè)有多個發(fā)光模塊，從而所有發(fā)光模塊發(fā)出的光可以組成多個同心光圈，聚焦透鏡聚焦所有光圈使之被聚焦為與輸出光纖孔徑相適應(yīng)的圓形光斑，從而充分利用輸出光纖的孔徑且確保輸出光纖中能量均勻。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種塔式結(jié)構(gòu)激光源。

背景技術(shù)

激光器是一種能夠用于發(fā)射激光的裝置，通過設(shè)置在其中的激光芯片產(chǎn)生激光，但是單個激光芯片功率有限，產(chǎn)生的激光亮度不能滿足實際要求，所以需要多個半導(dǎo)體激光單管進(jìn)行疊加，增加輸出激光的亮度。此外，在一些特殊的應(yīng)用領(lǐng)域，例如激光照明，需要輸出光斑具有較好的數(shù)值孔徑分布均勻性。

而現(xiàn)有的激光器中，多個激光芯片輸出的多束激光經(jīng)聚焦合束后對應(yīng)的多個光斑的分布區(qū)域呈矩形，如圖6所示，這種矩形分布的光斑的橫截面積小于輸出光纖的孔徑內(nèi)徑，從而不能充分輸出光纖的大數(shù)值孔徑(圖6中，圓形虛線圈為輸出光纖的內(nèi)徑圓，該虛線圈中的矩形陰影為光斑的橫截面積，虛線圈中的空白區(qū)域即為輸出光纖的大數(shù)值孔徑)，不僅造成光纖的數(shù)值孔徑的浪費，并且由于虛線圈中的空白區(qū)域中沒有耦合光從而造成光斑在輸出光纖中能量分布不均勻。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明實施例的目的是提供一種塔式結(jié)構(gòu)激光源，能夠使射入輸出光纖的光斑能量分布均勻。

發(fā)明提供一種塔式結(jié)構(gòu)激光源，包括塔型基座、若干發(fā)光模塊、聚集透鏡和輸出光纖，所述塔型基座的塔層至少包括共軸線設(shè)置的頂部塔層和底部塔層，每一所述塔層的側(cè)面均環(huán)設(shè)有多個安裝平臺，所述頂部塔層的橫截面積小于所述底部塔層的橫截面積，每一所述安裝平臺上均至少設(shè)有一所述發(fā)光模塊，所述頂部塔層朝向所述聚焦透鏡設(shè)置，且所述聚焦透鏡位于所有發(fā)光模塊的出光方向，各發(fā)光模塊發(fā)出的激光被所述聚焦透鏡聚焦于所述輸出光纖。

進(jìn)一步地，所述底部塔層與頂部塔層之間還設(shè)有一個或者多個中間塔層，所有所述中間塔層的側(cè)面亦均環(huán)設(shè)有多個安裝平臺，每一所述安裝平臺上均至少設(shè)有一所述發(fā)光模塊，且距離所述聚焦透鏡越遠(yuǎn)的塔層的橫截面積越大。

進(jìn)一步地，每一所述塔層的安裝平臺均均勻的分布于對應(yīng)的側(cè)面，所述頂部塔層的側(cè)面有N個安裝平臺，與所述頂部塔層連接的所述底部塔層或者中間塔層的側(cè)面有M個安裝平臺，M、N均為大于2的整數(shù)，且M＞N。

進(jìn)一步地，距離所述聚焦透鏡越遠(yuǎn)的塔層上的安裝平臺數(shù)量越多，且任意兩個所述發(fā)光模塊發(fā)出的光均相互平行。

進(jìn)一步地，所有塔層的能量輸出密度相同，每一塔層中發(fā)光模塊的數(shù)量等于該塔層中安裝平臺的數(shù)量，每一塔層上的多個發(fā)光模塊在對應(yīng)的側(cè)面上環(huán)設(shè)成圈形，且

其中，R為具有M個安裝平臺的塔層上發(fā)光模塊與對應(yīng)圈形的圈心之間的距離，r為頂部塔層上發(fā)光模塊與對應(yīng)圈形的圈心之間的距離，a為確保M為大于N的整數(shù)的調(diào)節(jié)量。

進(jìn)一步地，所述頂部塔層頂部朝向所述聚焦透鏡設(shè)有TO-CAN封裝的發(fā)光單元，所述發(fā)光單元的出射光射向所述聚焦透鏡的中心。

進(jìn)一步地，同一塔層中相鄰的兩個所述安裝平臺直接相連，從而使每一所述塔層的側(cè)面為多個安裝平臺首尾相連組成的多邊形結(jié)構(gòu)，所有塔層的側(cè)面均為正多邊形結(jié)構(gòu)，安裝于安裝平臺上的發(fā)光模塊相對該安裝平臺表面的中軸線對稱設(shè)置或者位于該安裝平臺的中軸線上。