CN107134714A - 激光器合束装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光器合束装置，它包括主反射镜、第一合束镜、第一准直器、二向色镜、消色差透镜、光阑、第二合束镜、第二准直器、第一激光发生组件和至少一第二激光发生组件；其中，所述第二激光发生组件用于发出第二激光并照射至主反射镜上，主反射镜反射的光进入第一合束镜，然后进入第一准直器，再经过二向色镜透射形成透射光；所述第一激光发生组件用于发出第一激光并照射至二向色镜，经过二向色镜反射形成反射光，透镜光和反射光经过二向色镜重合成一条输出光，所述输出光再依次经过消色差透镜、光阑、第二合束镜和第二准直器。本发明不仅能够将两种波长的光束进行合束，而且其输出的激光的功率较高。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光器合束装置，属于激光器技术领域。
背景技术
目前，半导体激光的高效率、长寿命、小体积和轻量等优点使其具有广泛的应用前景。但受光束质量的限制，半导体激光很难作为直接光源应用在对功率、光束质量和亮度均有高要求的领域。针对该问题，国际上开展了一系列关于如何提高半导体激光器功率、功率密度和光束质量的研究，激光合束技术应运而生。但是现有半导体激光光纤合束耦合输出技术存在一个最大弊端，即维持光纤芯径不变的前提下，无法做到高功率的耦合输出。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种激光器合束装置，它不仅能够将两种波长的光束进行合束，而且其输出的激光的功率较高。
本发明解决上述技术问题采取的技术方案是：一种激光器合束装置，包括主反射镜(1)、第一合束镜(2)、第一准直器(3)、二向色镜(4)、消色差透镜(5)、光阑(6)、第二合束镜(7)、第二准直器(8)、第一激光发生组件和至少一第二激光发生组件；其中，
所述第二激光发生组件用于发出第二激光并照射至主反射镜(1)上，主反射镜(1)反射的光进入第一合束镜(2)，然后进入第一准直器(3)，再经过二向色镜(4)透射形成透射光；
所述第一激光发生组件用于发出第一激光并照射至二向色镜(4)，经过二向色镜(4)反射形成反射光；
其中，所述透射光和反射光经过二向色镜(4)重合成一条输出光，所述输出光再依次经过消色差透镜(5)、光阑(6)、第二合束镜(7)和第二准直器(8)。
一实施例中，所述第一激光发生组件包括第一激光器(91)和激光处理装置，所述第一激光器(91)发出的激光经过激光处理装置处理后照射至二向色镜(4)上。
一实施例中，所述第二激光发生组件包括第二激光器(101)、激光处理装置和分反射镜(102)，所述第二激光器(101)发出的激光经过激光处理装置处理后照射至分反射镜(102)，分反射镜(102)反射的光再照射至主反射镜(1)上。
一实施例中，所述激光处理装置包括用于扩大激光的光斑直径的扩束镜和用于将激光聚焦的聚焦镜。
一实施例中，所述扩束镜为凹面透镜(103)，所述聚焦镜为凸面透镜(104)，其中，在激光的光路方向上，所述凹面透镜(103)位于凸面透镜(104)之前。
一实施例中，所述第一激光组件发出的第一激光和所述第二激光组件发出的第二激光的波长不同。
一实施例中，所述第一合束镜(2)通过耦合光纤耦合进入第一准直器(3)。
一实施例中，所述第二合束镜(7)通过耦合光纤耦合进入第二准直器(8)。
一实施例中，所述第一激光器(91)为固态激光器、半导体激光器或气体激光器，和/或所述第二激光器(101)为固态激光器、半导体激光器或气体激光器。
一实施例中，所述二向色镜(4)的厚度为2mm～5mm。
采用了上述技术方案后，本发明将第二激光器射出的激光经过激光处理装置处理后再通过分反射镜反射至主反射镜，最后均进入第一合束镜进行合束，然后通过调节第一准直器提高耦合效率，再经过二向色镜透射形成透射光，而第一激光器射出的激光经过激光处理装置处理后再通过二向色镜反射形成反射光，透射光和反射光重合成一条输出光，接着输出光通过共同的消色差透镜聚焦后进入光阑，从而实现空间滤波，拦截杂散光，提高光束质量，实现不同波长的相同波阵面的输出，避免的不同波长的差异，达到高精度合束的目的；本发明利用消色差透镜，使两种波长的光高精度合束，在很宽的温度范围内，合束的变化量可以忽略不计；另外，本发明可以通过选择合适的激光处理装置，也就是选择具体的扩束镜和聚焦镜，从而可以得到不同光斑直径的激光。
附图说明
图1为本发明的激光器合束装置的原理框图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，一种激光器合束装置，它包括主反射镜1、第一合束镜2、第一准直器3、二向色镜4、消色差透镜5、光阑6、第二合束镜7、第二准直器8、第一激光发生组件和至少一第二激光发生组件；其中，
所述第二激光发生组件用于发出第二激光并照射至主反射镜1上，主反射镜1反射的光进入第一合束镜2，然后进入第一准直器3，再经过二向色镜4透射形成透射光；
所述第一激光发生组件用于发出第一激光并照射至二向色镜4，经过二向色镜4反射形成反射光；其中，透镜光和反射光在二向色镜4上重合成一条输出光，所述输出光再依次经过消色差透镜5、光阑6、第二合束镜7和第二准直器8。
如图1所示，所述第一激光发生组件包括第一激光器91和激光处理装置，所述第一激光器91发出的激光经过激光处理装置处理后照射至二向色镜4上。
如图1所示，所述第二激光发生组件包括第二激光器101、激光处理装置和分反射镜102，所述第二激光器101发出的激光经过激光处理装置处理后照射至分反射镜102，分反射镜102反射的光再照射至主反射镜1上。
如图1所示，所述激光处理装置包括用于扩大激光的光斑直径的扩束镜和用于将激光聚焦的聚焦镜。
如图1所示，所述扩束镜为凹面透镜103，所述聚焦镜为凸面透镜104。其中。在激光的光路方向上，凹面透镜103位于凸面透镜104之前，也即激光先进入凹面透镜103再进入凸面透镜104。
如图1所示，所述第一激光组件中第一激光器91发出的第一激光和所述第二激光组件中第二激光器101发出的第二激光的波长不同。
如图1所示，所述第一合束镜2通过耦合光纤耦合进入第一准直器3。
如图1所示，所述第二合束镜7通过耦合光纤耦合进入第二准直器8。
如图1所示，所述第一激光器91为固态激光器、半导体激光器或气体激光器，和/或所述第二激光器101为固态激光器、半导体激光器或气体激光器。
所述二向色镜4的厚度为2mm～5mm。
本发明的工作原理如下：
本发明将第二激光器101射出的激光经过激光处理装置处理后再通过分反射镜102反射至主反射镜1，最后均进入第一合束镜2进行合束，然后通过调节第一准直器3提高耦合效率，再经过二向色镜4透射形成透射光，而第一激光器91射出的激光经过激光处理装置处理后再通过二向色镜4反射形成反射光，透射光和反射光重合成一条输出光，接着输出光通过共同的消色差透镜5聚焦后进入光阑6，从而实现空间滤波，拦截杂散光，提高光束质量，实现不同波长的相同波阵面的输出，避免的不同波长的差异，达到高精度合束的目的；本发明利用消色差透镜5，使两种波长的光高精度合束，在很宽的温度范围内，合束的变化量可以忽略不计；另外，本发明可以通过选择合适的激光处理装置，也就是选择具体的扩束镜和聚焦镜，从而可以得到不同光斑直径的激光。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种激光器合束装置，其特征在于，包括主反射镜(1)、第一合束镜(2)、第一准直器(3)、二向色镜(4)、消色差透镜(5)、光阑(6)、第二合束镜(7)、第二准直器(8)、第一激光发生组件和至少一第二激光发生组件；其中，
所述第二激光发生组件用于发出第二激光并照射至主反射镜(1)上，主反射镜(1)反射的光进入第一合束镜(2)，然后进入第一准直器(3)，再经过二向色镜(4)透射形成透射光；
所述第一激光发生组件用于发出第一激光并照射至二向色镜(4)，经过二向色镜(4)反射形成反射光；
其中，所述透射光和反射光经过二向色镜(4)重合成一条输出光，所述输出光再依次经过消色差透镜(5)、光阑(6)、第二合束镜(7)和第二准直器(8)。
2.根据权利要求1所述的激光器合束装置，其特征在于：所述第一激光发生组件包括第一激光器(91)和激光处理装置，所述第一激光器(91)发出的激光经过激光处理装置处理后照射至二向色镜(4)上。
3.根据权利要求2所述的激光器合束装置，其特征在于：所述第二激光发生组件包括第二激光器(101)、激光处理装置和分反射镜(102)，所述第二激光器(101)发出的激光经过激光处理装置处理后照射至分反射镜(102)，分反射镜(102)反射的光再照射至主反射镜(1)上。
4.根据权利要求2或3所述的激光器合束装置，其特征在于：所述激光处理装置包括用于扩大激光的光斑直径的扩束镜和用于将激光聚焦的聚焦镜。
5.根据权利要求4所述的激光器合束装置，其特征在于：所述扩束镜为凹面透镜(103)，所述聚焦镜为凸面透镜(104)，其中，在激光的光路方向上，所述凹面透镜(103)位于凸面透镜(104)之前。
6.根据权利要求1所述的激光器合束装置，其特征在于：所述第一激光组件发出的第一激光和所述第二激光组件发出的第二激光的波长不同。
7.根据权利要求1所述的激光器合束装置，其特征在于：所述第一合束镜(2)通过耦合光纤耦合进入第一准直器(3)。
8.根据权利要求1所述的激光器合束装置，其特征在于：所述第二合束镜(7)通过耦合光纤耦合进入第二准直器(8)。
9.根据权利要求3所述的激光器合束装置，其特征在于：所述第一激光器(91)为固态激光器、半导体激光器或气体激光器，和/或所述第二激光器(101)为固态激光器、半导体激光器或气体激光器。
10.根据权利要求1所述的激光器合束装置，其特征在于：所述二向色镜(4)的厚度为2mm～5mm。
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