CN104820286B - 单发射器线束系统 - Google Patents

Abstract

一种线束系统包括单发射器光引擎，单发射器光引擎包括多个独立的间隔开的单发射器二极管激光器，每个发射器被配置为发射二极管激光光束。光束间距光学器件光耦合至单发射器光引擎，并配置为以密集的平行结构提供二极管激光光束的传播轴线。具有纵轴线的光导管设置为通过接收密集的组合光束并在光导管中反射光束而提供出射光束，该出射光束具有在一个或多个轴线上均匀的强度分布。相干性减小通过对密集的组合光束进行衍射或者通过在光导管中的传播来实现。

Description

单发射器线束系统

本申请要求2014年2月5日提交的美国临时申请61/935962的优先权，其全部内容通过引用的方式并入本文。

技术领域

本公开涉及高功率激光线束系统。

背景技术

传统的线束发生器典型地基于微通道冷却的激光二极管条的堆栈，并且存在很多可靠性方面的问题。一些问题包括微通道冷却器的腐蚀和泄露，O-环或其他密封装置周围的泄露，以及快轴准直(FAC)光学器件随时间推移发生的运动或错位。图1示出常规的基于激光条的线束发生器100，其包括14个二极管激光条112，每个具有63个发射器，一共发射882个二极管激光束。另外，为了形成激光线出射光束119，还需要快轴准直透镜，梳状滤波器，偏振器和单片镜组件116，以及其他线束光学器件，包括接收直接与其纵轴线对准的入射光的匀光光导管118。然而，在高功率线束系统中可采用用标准冷却板冷却的高可靠性的单发射器激光光源取代微通道冷却条时，典型地并不将这种应用的可能性视作一种选择予以考虑，因为激光光源总数量的减小会而导致线束的不一致的可能性增加，这是由于光源之间的自干扰(或相干性)效应造成的。相应地，仍然需要针对解决高功率线束系统中潜在的可靠性问题以及其他问题进行创新。

发明内容

在一些例子中，线束系统包括多个间隔开的单发射器二极管激光器，每个均配置为沿着相应的发射光束轴线发射相应的激光光束。相干性减小的光学系统被配置为接收激光光束并确立所述光束之间的光学路径长度差，从而产生相干性减小的光束。线束光学系统接收相干性减小的光束并将线束引导至目标。根据一些实施例，相干性减小光学系统包括具有一纵轴线的光波导，该光波导基于光波导中的路径长度差产生相干性减小的出射光束，其中，相对于光波导设置该光波导以非对称地接收发射光束。在一些实施例中，设置该光波导以便所接收的发射光束的光束角直径近似为入射到该光波导的入射角度的1/2。根据其他实施例，相干性减小光学系统包括衍射光栅，其设置为接收发射光束并产生相干性减小的光束作为衍射光束，该衍射光束具有与衍射角相关的光束路径差。在一些其他的实施例中，光束间距光学系统接收发射光束并将发射光束沿着比发射光束轴线更密集的密集轴线引导，从而发射光束作为密集的组合光束，其中，衍射光栅接收该密集的组合光束并基于该密集的组合光束产生相干性减小的光束。根据其他实施例，光束间距光学系统包括至少一个菱形棱镜，其沿着密集轴线引导至少一个发射光束。在典型的例子中，光束间距光学系统包括至少一个分束器，其设置为从至少一个发射光束产生至少两个光束，并沿着相应的密集轴线引导这两束光束。在一些实施例中，该至少一个分束器是以正交偏振状态产生所述至少两束光束的偏振分束器。根据其他的实施例，设置柱面镜以接收衍射光束并将该衍射光束引导进入光波导。

方法包括准直多个单发射器二极管激光光束，并引导被准直的单发射器二极管激光光束以产生密集的组合光束。将该密集的组合光束引导进入光导管中以便减小光束的空间相干性并产生相干性减小的出射光束。相干性减小的出射光束的强度在垂直于相干性减小的出射光束的传输方向的至少一个轴线上是均匀的，基于该相干性减小的出射光束形成线束。典型地，将该密集的组合光束非对称地引导进入光导管中。在其他的例子中，该密集的组合光束发生衍射从而形成衍射光束以便减小光束的相干性，并将该衍射光束导入光导管中。在进一步的例子中，将具有与衍射光栅相关的最长路径长度延迟的发射光束相对于该光导管的纵轴线以最大的角度导入该光导管。

线束系统包括至少两个单发射器二极管激光模块，它们分别包括多个二极管激光器，该多个二极管激光器沿着第一轴线设置以便二极管激光器发射平行于第二轴线的光束，其中，该至少两个单发射器二极管激光模块沿着第三轴线相对彼此偏移，其中，该第一、第二和第三轴线基本上相互垂直。光束间距光学系统接收发射光束并形成密集的组合光束，该光束间距光学系统包括至少一个确立密集的光束传输轴线的菱形棱镜和接收至少一个发射光束并产生至少两个相关的密集光束的分束器。衍射光栅和光导管被设置以接收密集的组合光束并产生相干性减小的光束。光束引导光学系统包括设置为接收和会聚相干性减小的光束的第一柱面透镜。折叠镜设置为接收会聚的相干性减小的二极管光束，第二柱面透镜设置为从折叠镜接收会聚的相干性减小的二极管光束。偏振镜接收相干性减小的组合光束，并以第一偏振状态反射该相干性减小的组合光束。聚焦光学系统设置为接收反射的第一偏振线状态的相干性减小的组合的光束并将线束向目标引导。在一些例子中，偏振镜设置为将来自目标的线束部分传输到光束截止器。根据其他的实施例，光束间距光学系统的分束器是以正交偏振状态产生出射光束的偏振分束器。

所公开的技术的上述的以及其他的目的、特征和优势将通过下面结合附图的详细描述变得更加明显。

附图说明

图1示出常规的基于激光条的二极管激光线束发生器的侧视图。

图2示出有代表性的基于多个单激光器二极管发射器的激光线束发生器的侧视图。

图3示出另一个有代表性的基于单发射器的激光线束发生器的侧视图。

图4示出图2中所示的实施例的一部分的扩展示意图。

图5示出图3中所示的实施例的一部分的扩展示意图。

图6-8示出表示路径长度变化的图。

图9和10表示减小相干性的方法的例子。

图11A-11B示出用于组合来自每个激光二极管的光束的棱镜组件。

图12表示包含多个独立激光束的组合激光束非对称地入射到光导管中。

具体实施方式

如本说明书和权利要求书中所使用的，除非在上下文中有明确地规定，否则单数形式的“一”、“一个”以及“该”均还包括复数形式。此外，术语“包含”表示“包括”。进一步地，术语“连接”并不排除在所连接的物品之间存在中间元件。

这里所描述的系统、装置和方法不应解释为任何方式的限制。相反，本发明旨在各个公开的实施例的单独的和彼此的各种组合以及次组合的所有的新颖的以及非显而易见的特征和方面。所公开的系统、方法和装置既不受限于任何特定的方面或特征或其组合，且所公开的系统、方法和装置也不需要存在任何一个或多个特定的优势或解决问题。任何操作理论是为了便于解释，但是所公开的系统、方法和装置不限于这样的操作理论。

为了表述的方便，尽管其中一些公开的方法的操作以特别的顺序进行描述，但应该理解的是，这种表述的方式包含重新布置，除非通过下面阐述的特定的语言可知，特定的顺序是必需的。例如，在某些情况下，按顺序所描述的操作可以重新布置或者同时进行。此外，为了简便，附图中可能不会示出所公开的系统、方法和装置可与其他系统、方法和装置结合使用的各种方式。另外，该描述有时使用诸如“产生”和“提供”的术语来描述所公开的方法。这些术语是对所进行的实际操作的高层次的抽象。与这些术语相应的实际操作将会根据特定的实施方式改变，并且本领域的普通技术人员很容易明白这一点。

在一些例子中，值、程序步骤或者装置被称作“最低”、“最好”、“最小，，等等。应当理解的是，这样的描述意在表明可在许多所使用的功能性的选择当中作出一个选择，而且这样的选择相比其他的选择不必是更好、更小或在其他方面更优选。

实施例中关于方向描述为“之上”，“之下”，“上”，“下”等。这些术语都是为了描述的方便，并不表示任何特殊的空间方位。

如此所使用的，光辐射指代波长在大约100nm和10μm之间、典型地在大约500nm和2μm之间的电磁辐射。基于可用的激光二极管光源的例子通常与大约800nm和1700nm之间的波长相关。在一些例子中，进行传播的光辐射被称作具有可基于光束波长和用于光束成型的光学系统的直径、光束横截面积以及光束发散性的一个或多个光束。在一些例子中，为了方便起见，光辐射被称作光线，并且不必是可见波长。

在一些例子中描述的光束和光学元件与一个或多个轴线相关。典型地，轴线包括一个或多个直线段，光束沿着该直线段传输或者一个或多个光学元件沿着该直线段设置。这样的轴线可以随反射表面弯曲或者折叠，因而轴线不必是单一的直线段。在一些例子中，使用由一个或多个棱镜中的内反射定义的反射表面，但这样的反射表面可以作为诸如介电或金属涂层的反射表面被提供。此外，为了描述的方便，在例子中使用菱形的棱镜。如这里所使用的，菱形的棱镜是具有两组平行的光学表面的固体，其中，每组的光学表面相对于另一组的表面成45度角。在某些情况下，使用偏振依赖涂层来分离光束的s和p偏振成分，典型地，作为偏振分束器的一部分。使用光波导来减小光束相干性。如这里所使用的，光波导包括圆形、矩形或其他横截面形状的光导管。光波导可以是具有用于传播光束的空腔的光导管，但也可使用其他类型的光波导，诸如匀光杆或其他匀光器。为了形成直线光束，在同一平面或者形成窄片的激光光束被引导到长方形或正方形的光导管中从而被光导管反射，同时基本上保持在同一平面或在窄片内。

在一些例子中，沿着相应光束轴线传播的多个激光光束被引导到光束间距光学系统，该光学系统沿着间距更紧密的轴线重新引导光束。这样的光束被称作密集的，组合光束被称作密集的组合光束。在一些例子中，这样的光束间距光学系统还包括光束分束器以增加光束的数量。

在一个实施例中，线束发生器包括自由空间耦合到线束发生器光学器件的多个单发射器二极管激光器。该自由空间耦合可具有保持光束质量的附加优势。此外，常规系统所需要的梳状滤波器也可省去。在一些公开的例子中，使用容纳多个单发射器的单一的光引擎模块。该多个二极管发射器可产生200W到1000W的连续波输出功率。在一个这样的例子中，单独设置72个单发射器以产生500W的连续波功率。为了缓解与单发射器输出相关的空间和时间相干性问题，引入许多每一光束的宽度上的时间相干长度的相位延迟。该相位延迟和相关的相干性减小由一个或多个衍射光栅、用于匀化单发射器二极管激光光束的光导管以及激光光束和光导管之间的发射角度的选择来产生。

图2示出了线束系统220，其包括总共4列222、每列为18个的单发射器二极管激光器224，这些二极管激光器在两个平行的平面分组中产生相应的光束226，其中，示出了一个平面分组，另一个平面分组位于第一个的下方。设置每列222的二极管激光器224使得它们在垂直于图2的平面的方向上，即，在坐标系10的X方向上堆叠。在选定的列或者所有列中的二极管激光器也可以沿着Z-轴线偏移。光束226射向光束间距控制光学器件228，诸如一个或多个棱镜，其平移光束226以便在同一个平面分组内更紧凑地一起传输。在其他实施例中，光束间距控制光学器件可配置为调整光束间距使其更大或更小，光束之间的光束间距不必相同。在一个实施例中，每个单发射器二极管激光器224在相应的二极管条中的每个发射器的大约14倍的功率下运行，然而可以理解的是，一个范围内的单发射器二极管激光器输出功率也是可能的。

因为干涉效应倾向于与用于产生组合光束的光束数量的平方根成比例，因此，归因于使用1/14的较少的单发射器二极管的干涉效应会增加大约3.7倍。诸如图2中所示，为了减少采用数量减少的单发射器的系统中的相干性，利用光束形成光学器件236将光束226以与光导管230的纵轴线232成一角度地引导到光导管230中。如图2所示，光束形成光学器件可包括一个或多个会聚组合光束以耦合到光导管230的透镜以及一个或多个将组合光束沿着优选的方向引导的反射表面。方便起见，光导管230可以是实心的或中空的光导管。光束226以与光导管230的轴线232成一定范围的角度入射到光导管230。如图2中所示，光束226以单边半角入射，典型地，组合光束不会填充光导管230的整个可用的数值孔径。通过透镜系统249将从光导管230出射的光束作为出射光束248引导到目标表面272。

图3示出能够提供附加的相干性减小的有代表性的线束系统300。按照列322排列的单发射器二极管激光器324产生沿着平行轴线传播的光束326。光束间距棱镜系统328接收光束326，并沿着平行、但不同间隔的轴线、典型地更加紧密间隔开的轴线输出光束326作为间距被调整的组合光束。衍射光栅342设置为接收间距被调整的组合光束326，并将大部分的光束功率(例如，80％、90％、95％或更多的光束功率)以一角度进行衍射作为重定向的组合光束343。没有发生衍射的光束部分被引导到光阻挡元件344。随后，利用凹面镜360、透镜362、364和反射镜363将重定向的组合光束343聚焦并引导入光导管330。重定向的组合光束以相对于光导管的轴线332成一角度地被引导到光导管330中。从光导管330出射的均匀的、相干性减小的光束入射到透镜系统350并作为工作光束348被引导到目标表面372。

图2和3所示的代表性的实施例的某些部分，例如光束间距棱镜系统、将组合光束引导到光导管中的聚焦系统以及光导管或者光波导，也可与一个或多个激光二极管条一起使用。在某些情况下，一个或多个这样的部分可以与之前研发的线束系统结合使用，从而，已有的线束设备的大部分，包括壳体部分和光学器件都可以保持原样。

图4示出代表性的线束系统400的一部分的展开图。与二极管组件402相关的单发射器二极管激光器(未示出)设置在沿垂直于图4的图面的方向(即，沿着X方向)延伸的阶梯(staircase)中，并发射二极管激光光束，该二极管激光光束分别由快轴准直光学器件(未示出)和诸如典型的慢轴准直光学器件434的慢轴准直光学器件准直。在一个特定的实施例中，该二极管组件402包括72个以阶梯形式设置在传导冷却板450上的单发射器小芯片二极管激光器。在该实施例中，每个发射器的条纹宽度为350μm，并且在大约808nm波长下可发射的功率高达15W。可以理解的是，也可以使用其他的激光二极管，这样的激光二极管可以具有其他特性，诸如，不同的条纹宽度、输出功率、波长等，并且可以根据特定的应用需求进行选择。在一些情况下，二极管组件402包括不同类型的激光二极管。光束的阶梯结构可以使得光束更靠近光束慢轴堆积。

定位小芯片发射器以使得相应出射光束的传播轴线平行于光引擎出射光束446的轴线447，所述光引擎出射光束446与图2中所示的线束系统20的出射光束248平行，但传播方向相反。小芯片一般在二极管组件402内沿垂直于轴线447的方向均匀间隔开。在一些实施例中，小芯片在X方向上(即，从图4的图面进或出的方向)被分为彼此间隔开的两组。在一些实施例中，二极管组件402被固定成能够在不打开任何与工件或者下游光学器件相关的壳体的情况下移除，从而限制颗粒污染风险。在一个典型的线束发生器系统中，小芯片被安装至与壳体表面热耦合的冷却基板450上。冷却基板450优选由铝或铜制成，但也可以使用其他金属或者合适的导热材料。冷却基板450可形成为二极管组件壳体的一部分或者可单独形成并用螺钉与壳体连接。

在图4的例子中，以与平行平面相关的两个分开的组示出了总共四列、每列为18个的光束，其中，相对于图4的图面，一个平面在另一个平面的下方。光束间距棱镜组件428与光束耦合并平移光束以使得光束以密集的配置传播。如图4所示，密集的光束平行于轴线447传播，但在其他实施例中，光束间距棱镜组件428也能够引导光束使得其相对于轴线447以一个或多个不同的角度传播。在一个实施例中，第一和第二列452、458中的36束准直光束被引导以彼此相邻地传播并进入光束426的两个平面分组中的同一平面分组内。其他列的光束也类似地被组合成密集的关系。

柱面透镜462被设置为接收密集光束并对其进行会聚。折叠镜464接收会聚的光束传输至柱面透镜466，该光束随后在另一个折叠镜468处以另一个大约90度的角度反射，该折叠镜468是偏振的。光学系统470接收由偏振镜468反射的光束并将其引导进入光导管430中，从而会聚的组合光束相对于光导管430的轴线432以非零的角度被导入光导管430中。在目标表面处被反射的光束部分或者以其他方式被反耦合入光导管430的光束部分可以通过偏振镜468传播至镜474，从而被引导远离线束系统400的其他元件，而不是反射回到线束系统400内，以防止构件损伤。被镜474反射的回反射光束部分可被引导到光束截止器中。

图5示出代表性的线束系统500的一部分。位于同一封装体504中的多个单发射器激光二极管引导激光光束到光束间距棱镜506，这样，组合的密集光束被传输到衍射光栅508。衍射后的组合光束通过柱面反射镜510、柱面透镜512、光束成型光学系统514以及偏振镜516耦合到光波导530中。衍射光栅508设置在二极管激光光束的光路中以从光束间距棱镜506接收密集的组合光束。衍射光栅508优选对密集的组合光束的大部分功率以在相对于离开光束间距棱镜506时的传播方向的0到90度的角度进行衍射。没有发生衍射的光束部分以及从工件表面返回的光束部分分别被光束截止器520、522捕获。

为了减少连续波激光光束中的相干性，可以引入可变的路径长度延迟，这样在光束宽度上的不同位置处路径长度不同。在一些公开的实施例中，接收偏离轴线的组合光束的光导管或光波导提供合适的路径长度变化以及提供更加均匀的光束强度。与较大入射角相关的光束部分比轴线上部分或者较小入射角的光束部分具有较长的路径长度。如果组合光束被直线发射到光导管中，那么，在对称入射角处的光束部分会具有相同的路径长度。为了减小相干性和光束干涉，组合光束可以非对称地发射到光波导中。

现在参考图6，设置具有中心轴线604的中空光导管602，以接收沿着相对于中心轴线604成θ角的轴线606的光束。这样的光束的光学路径长度L用D/cosθ表示，其中，D是光导管长度。相对于平行于轴线604传输的光束，二者之间的光学路径长度差是D/cosθ-D。因为对小角度来说，cosθ随着θ2变化，所以，除非θ角非常大，否则该路径长度差可以很小。对于折射率为n的实心光波导，输入光束的折射导致光波导中的传播角是θ’，这样，光学路径差就是n(D/cosθ’-D)。

光导管中的路径差进一步在图12中示出。设置具有轴线1202的光导管1200，以接收沿着轴线1206传播的组合激光光束1204，该轴线1206相对于光导管轴线1202成θ角入射。组合光束的角直径为β。设置入射角θ为角直径的一半，即β/2，那么，对于如上所讨论的长度为D的光导管而言，光束边缘1209相对于光束边缘1210的最大路径差为D/cos(β/2)-D。用类似的方法可以确定出其他角度的最大路径差。

在某些实施例中，用于减小相干性的足够的光学路径差不能够通过非对称光束发射到光导管中提供，或者非对称发射是不切合实际的。参考图7，设置透射型衍射光栅702，以接收平行于轴线706传播的光束704。透射型光栅产生平行于轴线710传播的衍射光束708，轴线710与轴线706成2Φ角。所产生的总路径长度差是A段路径和B段路径的总和。该路径长度差在光束704的宽度上变化并能充分地减小相干性。为了方便起见示出的是透射型光栅，但也可以采用反射型光栅。

透射型光栅和光导管中的非对称发射角都可用于增加路径长度差和减小相干性。在图8所示的一个例子中，光栅804对输入光束802进行衍射，透镜810将衍射光束806聚焦到光波导808中。输入光束802中因为光栅804的衍射而经历最长路径长度的一部分812以最大的入射角θ进入光波导808。衍射光束806的这部分812的路径长度等于与光栅804和光波导808相关的路径长度的总和。这样的安排可以使得光束部分812和光束部分814之间产生最大的路径差。

图9示出利用单发射器而不是更传统的二极管激光条形成激光线束的典型的方法900。在步骤902中，多个单发射器二极管激光器被设置为沿着各自的轴线发射激光光束。这些光束典型地被准直以使得这些光束在被引导到传播路径中后续的光学构件以及被该光学构件操作时能保持光束特性。在步骤904中，利用棱镜、反射镜或其他光学元件将这些光束组合，从而调整光束的间距，典型地，以便产生更加密集的光束。在步骤906中，这些组合光束被聚焦和折反，以被诸如光导管的光波导接收。在步骤908中，该组合光束相对于光导管的纵轴线以一选择的角度(典型非对称地)引导入光导管中，从而，光束的相干性被减小，典型地，基于在光导管中的传播和多次反射而减小。在步骤910中，如果需要，光束的强度分布被匀化，但是典型地，光导管中的传播能产生足够的光束均匀性。在步骤912中，基于光导管的出射光束的激光器线束被引导到目标。该线束可沿着大致垂直于光束的主传播方向的线轴线具有均一的强度。在线束宽度的至少75％、80％、90％、95％或者更多上，强度变化可小于5％、2％、1％、0.5％或0.1％。在这样的线束中可以产生大于200W和达到1KW或者更多的光功率。

在图10所示的可选方法中，方法1000包括：在步骤1002，组合多个单发射器激光光束；在步骤1004，利用衍射光栅降低光束相干性；在步骤1006，对于选定的应用场合，降低了相干性的组合光束根据需要被反射，衍射，和/或聚焦以形成适当的线束。在一些例子中，附加的路径长度差由光导管引入。

参考图11A，激光二极管模块1172包括多个激光二极管以及相关的准直光学器件，从而产生多束光束，所述多束光束作为组合光束1176入射到棱镜组件1174。如图11A中所示，激光器沿着X方向堆叠，并且相对于棱镜组件具有不同的传播距离。在一些例子中，设置激光器以具有相同的传播距离。一个或多个激光二极管模块、例如激光二极管模块1172可用于产生线束。在图11B所示的例子中，使用四个这样的模块。设置这些模块以便激光二极管被布置在X方向上(垂直于图11B的图面)。具有代表性的激光二极管1102a-1105a以及相关的准直透镜1106-1109将相应的光束沿着轴线1122-1125传播。激光二极管1102b-1105b设置在激光二极管1102a-1105a的下方(即，沿着X轴线)，也具有相关的准直透镜，并将相应的光束沿着轴线1122-1125传输。为了说明的方便，图11B中仅示出了每个模块的单个准直透镜。设置菱形棱镜1132、1134，以便引导沿着轴线1122、1125传播的光束，从而，使得光束在更接近中心轴线1101的轴线上传播。设置菱形棱镜1145、1149，以便接收从激光二极管1102b、1105b发出的光束，并使得从激光二极管1102a、1105a出射的光束不受影响。与激光二极管1103b、1104b相关的较低的光束由相应的棱镜1145、1149偏移(jogged)，而使得上部光束1103a、1104a不受影响。由菱形棱镜1145、1149偏移的较低光束1102b、1103b、1104b和1105b之后由棱镜1116、1118偏移到一起而更加靠近，或者与激光二极管1102a-1105a相关的上部光束处于大致同一平面内。出射光束1160、1162形成被引导至透镜1172或者其他光学元件上的密集的组合光束1170，从而被成型和聚焦以输送到目标。图11B示出了特殊的棱镜结构，但也可以用其他的结构，且反射表面可以用或者不用实心棱镜提供。此外，相似的棱镜组件可以与激光二极管模块中的其他激光二极管一起使用，或者图11B中所示的棱镜组件可沿着X轴线延伸，以便适合二极管激光器模块中的某些或所有的激光二极管。

鉴于所公开的技术原理可被应用至许多可能的实施例，应该意识到所示出的实施例仅仅是优选的例子，不应该视为对本公开的范围的限制。我们要求包括在权利要求的范围和精神之内的全部。

Claims (16)

1.一种线束系统，包括：

多个间隔开的单发射器二极管激光器，每个单发射器二极管激光器均被配置为沿着相应的发射光束轴线发射相应的激光光束；

相干性减小光学系统，其被设置为接收所述激光光束并在激光光束之间建立光学路径长度差，从而产生相干性减小的光束；以及

线束光学系统，其被设置为接收所述相干性减小的光束并将线束向着目标引导；

其中，所述相干性减小光学系统包括具有一纵轴线的光波导，所述光波导非对称性地接收发射的激光光束，所述光波导基于光波导中的路径长度差和非对称入射角度产生相干性减小的出射光束；

其中，所述相干性减小光学系统包括衍射光栅，所述衍射光栅被设置为接收发射的激光光束并通过提供具有与衍射角度相关的光束路径差的衍射光束减小发射的激光光束的相干性，所述激光光束的轴线在衍射光栅的输入处彼此平行，而且激光光束的轴线在衍射光栅的输出处彼此平行并被以所述衍射角度引导。

2.权利要求1所述的线束系统，其中，设置所述光波导以使得所接收的发射的激光光束的光束角直径为入射到所述光波导的入射角度的1/2。

3.权利要求1所述的线束系统，进一步包括光束间距光学系统，所述光束间距光学系统接收发射的激光光束并将所述发射的激光光束作为密集的组合光束沿着比发射光束轴线更密集的密集轴线进行引导，其中，所述衍射光栅接收密集的组合光束并减小密集的组合光束的相干性。

4.权利要求1所述的线束系统，进一步包括光束间距光学系统，所述光束间距光学系统在输入处接收发射的激光光束并将发射的激光光束在输出处作为密集的组合光束引导到相干性减小光学系统，其中，在光束间距光学系统的输出处相邻的发射光束轴线之间的相邻间距小于在光束间距光学系统的输入处相邻的发射光束轴线之间的相邻间距。

5.权利要求1所述的线束系统，其中，所述光束间距光学系统包括至少一个菱形棱镜，所述菱形棱镜引导发射的激光光束中的至少一个发射的激光光束，以产生较小的相邻间距。

6.权利要求5所述的线束系统，其中，所述至少一个菱形棱镜沿着垂直于光束间距光学系统的输入处的相应的发射光束轴线的方向引导所述至少一个发射的激光光束。

7.权利要求3所述的线束系统，进一步包括：

柱面镜，其被设置为接收所述衍射光束并将所述衍射光束引导到所述光波导中。

8.权利要求7所述的线束系统，其中，所述光波导是光导管，所述光导管被设置成使得作为密集的组合光束接收的发射的激光光束的光束角直径为入射到所述光波导的入射角度的1/2。

9.权利要求1所述的线束系统，其中，所述衍射光栅是反射式衍射光栅。

10.权利要求1所述的线束系统，进一步包括：

至少两个单发射器二极管激光模块，其被设置为包括相应的多个所述多个间隔开的单发射器二极管激光器，每个相应的多个相对于第一轴线间隔开设置，以便所述相应的多个中的二极管激光器发射平行于第二轴线的光束，其中，所述至少两个单发射器二极管激光模块沿着第三轴线相对彼此偏移，其中，所述第一、第二和第三轴线基本上相互垂直；

光束间距光学系统，其接收发射的激光光束并形成密集的组合光束，所述光束间距光学系统包括确立密集的光束传输轴线的至少一个菱形棱镜；

光束引导光学系统，包括：

柱面镜，其被设置为从衍射光栅接收所述相干性减小的光束并会聚所述相干性减小的光束；

折叠镜，其被设置为从所述柱面镜接收所述相干性减小的光束；

柱面透镜，其被设置为接收来自所述折叠镜的所述相干性减小的光束；

偏振镜，其被设置为从所述光束引导光学系统接收所述相干性减小的光束，并以第一偏振状态反射所述相干性减小的光束；以及

光束成型光学系统，其被设置为以第一偏振状态从所述偏振镜接收所述相干性减小的光束；

其中，光波导被设置为从所述光束成型光学系统接收所述相干性减小的光束，从而产生相干性减小的出射光束。

11.权利要求10所述的线束系统，进一步包括光束截止器，其中，所述偏振镜被设置为将所述线束的从所述目标接收的多个部分传输至所述光束截止器。

12.权利要求1所述的线束系统，其中，光波导的输入孔径是矩形形状。

13.一种使用单发射器形成激光线束的方法，包括：

准直多个单发射器二极管激光光束，每个单发射器二极管激光光束具有相应的发射光束轴线；

引导被准直的单发射器二极管激光光束，以产生密集的组合光束；

通过衍射光栅衍射所述密集的组合光束，从而形成衍射光束，所述衍射光束被以衍射角度引导并且基于与所述衍射角度相关的光束路径差而具有减小的光束相干性，光束轴线在衍射光栅的输入处彼此平行，而且光束轴线如被以所述衍射角度引导地在衍射光栅的输出处彼此平行；

通过非对称地将密集的组合光束发射到光导管中以及通过均匀化组合光束在垂直于纵轴线的至少一个轴线上的强度，基于光束之间的光学路径长度差减小密集的组合光束的相干性；以及

基于被均匀化的相干性减小的出射光束在目标处形成线束。

14.权利要求13所述的使用单发射器形成激光线束的方法，其中，具有与衍射光栅相关的最长路径长度延迟的发射光束轴线相对于所述光导管的纵轴线以最大的入射角度被导入所述光导管中。

15.权利要求13所述的使用单发射器形成激光线束的方法，其中，所述光导管的输入孔径是矩形形状。

16.一种线束系统，包括：

多个间隔开的单发射器二极管激光器，每个间隔开的单发射器二极管激光器被配置为沿着相应的发射光束轴线发射相应的激光光束；

相干性减小光学系统，其包括衍射光栅，所述衍射光栅被设置为接收所述激光光束并通过提供具有与衍射角度相关的光束路径差的衍射光束减小激光光束的相干性，发射的激光光束的轴线在衍射光栅的输入处彼此平行，而且激光光束的轴线在衍射光栅的输出处彼此平行并被以所述衍射角度引导，所述相干性减小光学系统还包括光波导，所述光波导被设置为非对称地接收所述激光光束并在激光光束之间建立光学路径长度差，从而产生相干性减小的光束，所述光波导具有矩形形状的输入孔径和纵轴线，所述纵轴线垂直于输入孔径，所述光波导基于所述光波导中的路径长度差和非对称入射角度产生相干性减小的出射光束；以及

线束光学系统，其被设置为接收所述相干性减小的光束并将线束向着目标引导。

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