[發(fā)明專利]一種多層藍光半導(dǎo)體激光光譜合束裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110472893.X
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113206436B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐霞輝;趙昺旭;張義威;姚相杰;劉松嘉;黃思韻;毛家康;朱雨絲;姚巍
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學;深圳華中科技大學研究院
• 主分類號: H01S5/00
• 分類號: H01S5/00;H01S5/062
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 祝丹晴

1.一種多層藍光半導(dǎo)體激光光譜合束裝置，其特征在于，包括：沿光路方向依次放置的光束壓縮元件、慢軸準直鏡組、光束偏轉(zhuǎn)元件、衍射光柵、反射鏡和輸出耦合鏡；所述光束壓縮元件、所述慢軸準直鏡組和所述光束偏轉(zhuǎn)元件的中軸線重合；

待合束的各層藍光分為兩類，第一類各層藍光沿著與所述光束壓縮元件的中軸線平行的方向入射到所述光束壓縮元件中，第二類各層藍光沿著與所述光束壓縮元件的中軸線垂直的方向入射到所述光束壓縮元件中；每一層藍光均包括處于同一水平面上的多束平行且間距相等的藍光光束，為由藍光半導(dǎo)體激光器陣列發(fā)射并在快軸方向準直后的光束；每一層藍光中的各藍光光束從藍光半導(dǎo)體激光器到所述慢軸準直鏡組之間的光程均相等；

所述光束壓縮元件包括垂直堆疊的多層棱鏡；所述棱鏡的層數(shù)與待合束的藍光的層數(shù)相同，均為N，N為大于或等于3的正整數(shù)；每一層藍光分別入射到對應(yīng)的一層棱鏡中；其中，所述第一類各層藍光所對應(yīng)的棱鏡類型為A類棱鏡；所述第二類各層藍光所對應(yīng)的棱鏡類型為B類棱鏡；所述A類棱鏡的入射面與出射面平行；所述B類棱鏡的入射面呈鋸齒形斜面，并鍍有全反射膜，且各鋸齒的角度均相同；

所述光束壓縮元件用于基于所述A類棱鏡透射所述第一類各層藍光，同時基于所述B類棱鏡壓縮所述第二類各層藍光中各藍光光束之間的間距，并出射到所述光束偏轉(zhuǎn)元件上；

所述慢軸準直鏡組用于在慢軸方向?qū)θ肷涞母鲗铀{光進行準直，并出射到所述光束偏轉(zhuǎn)元件上；

所述光束偏轉(zhuǎn)元件用于分別對入射的各層藍光，將其中的各藍光光束匯聚到所述衍射光柵上，各藍光光束經(jīng)過所述衍射光柵后以相同的衍射角入射到所述反射鏡上，經(jīng)過所述反射鏡反射后以相應(yīng)的角度重新經(jīng)過所述衍射光柵，并以相同的衍射角入射到所述輸出耦合鏡上；

所述輸出耦合鏡用于分別對入射的各層藍光，反射其中的一部分藍光光束，以與其對應(yīng)的藍光半導(dǎo)體激光器的輸出鏡外表面形成反饋；并輸出未被反射的藍光光束，即為該層藍光的藍光合束光束；最終得到N束藍光合束光束，所述N束藍光合束光束經(jīng)過光纖進行耦合后完成光譜合束。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層藍光半導(dǎo)體激光光譜合束裝置，其特征在于，用于發(fā)射所述第一類各層藍光的藍光半導(dǎo)體激光器陣列中的各藍光半導(dǎo)體激光器的數(shù)量與用于發(fā)射所述第二類各層藍光的藍光半導(dǎo)體激光器陣列中的各藍光半導(dǎo)體激光器的數(shù)量相等。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多層藍光半導(dǎo)體激光光譜合束裝置，其特征在于，用于發(fā)射第二類各層藍光的藍光半導(dǎo)體激光器陣列中的各藍光半導(dǎo)體激光器在同一個平面上呈階梯狀排列，離慢軸準直鏡組越遠的藍光半導(dǎo)體激光器離光束壓縮元件的距離越近，使所述第二類各層藍光中的各藍光光束從藍光半導(dǎo)體激光器到慢軸準直鏡組之間的光程均相等。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多層藍光半導(dǎo)體激光光譜合束裝置，其特征在于，設(shè)置所述B類棱鏡中鋸齒形斜面斜率，使所述第一類各層藍光和所述第二類各層藍光中的各藍光光束從藍光半導(dǎo)體激光器陣列到慢軸準直鏡組之間的光程均相等。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多層藍光半導(dǎo)體激光光譜合束裝置，其特征在于，用于發(fā)射所述第一類各層藍光的藍光半導(dǎo)體激光器陣列中的各藍光半導(dǎo)體激光器的間距小于用于發(fā)射所述第二類各層藍光的藍光半導(dǎo)體激光器陣列中的各藍光半導(dǎo)體激光器的間距；設(shè)置所述B類棱鏡中鋸齒形斜面斜率，使由所述光束壓縮元件出射的任意兩層藍光之間，其藍光光束的間距均相等。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多層藍光半導(dǎo)體激光光譜合束裝置，其特征在于，所述A類棱鏡為長方體棱鏡。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多層藍光半導(dǎo)體激光光譜合束裝置，其特征在于，所述光束壓縮元件中，所述A類棱鏡位于所述B類棱鏡的下方，以使所述光束壓縮元件的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多層藍光半導(dǎo)體激光光譜合束裝置，其特征在于，所述慢軸準直鏡為柱面鏡；所述光束偏轉(zhuǎn)元件為凸透鏡。