CN107255868A - 一种激光合束方法和装置 - Google Patents
一种激光合束方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107255868A CN107255868A CN201710694176.5A CN201710694176A CN107255868A CN 107255868 A CN107255868 A CN 107255868A CN 201710694176 A CN201710694176 A CN 201710694176A CN 107255868 A CN107255868 A CN 107255868A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- sac
- mirrors
- planes
- light beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/106—Beam splitting or combining systems for splitting or combining a plurality of identical beams or images, e.g. image replication
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/12—Beam splitting or combining systems operating by refraction only
- G02B27/123—The splitting element being a lens or a system of lenses, including arrays and surfaces with refractive power
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
本发明提供了一种激光合束方法和装置，其方法包括步骤一：在快轴方向上将多个一字排列的发光点所对应的一束光进行扭转，并且形成发散的多束光；步骤二：对所述发散的多束光进行会聚，并且形成错开的多束平行光；步骤三：在快轴方向上将所述错开的多束平行光分别进行扭转，并且合束形成一束光；步骤四：对合束后的一束光进行会聚。本发明提供的激光合束方法和装置，通过在快轴方向上将多束光合束成一束光，同时，在慢轴方向分割重排发光束，以到达提高总光束质量的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光技术领域，更具体的说是涉及一种激光合束方法和装置。
背景技术
高功率激光器在工业加工领域发挥的作用越来越大，目前所用的高功率激光器有全固态激光器、光纤激光器、半导体激光器等。半导体激光器具有电光转换效率高、体积小、可靠性高和寿命长等优点，被众多再制造、加工领域所青睐。
然而，半导体激光器的波导结构导致其光束质量不好，快慢轴方向的光参数积极不均衡，快轴方向接近衍射极限，而慢轴方向的光束质量极差，严重制约了其更广的应用范围。
因此，亟需一种能够兼具光束质量好、电光效率高、价格低等优点的激光光源。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种激光合束方法和装置，通过在快轴方向上将多束光合束成一束光，同时，在慢轴方向分割重排发光束，以到达提高总光束质量的目的。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种激光合束方法，包括
步骤一：在快轴方向上将多个一字排列的发光点所对应的一束光进行扭转，并且形成发散的多束光；
步骤二：对所述发散的多束光进行会聚，并且形成错开的多束平行光；
步骤三：在快轴方向上将所述错开的多束平行光分别进行扭转，并且合束形成一束光；
步骤四：对合束后的一束光进行会聚。
相应的，本发明还提供了如下技术方案：
一种激光合束装置，包括一字排列的BAR条、SAC镜、第一汇聚透镜、阵列扭转镜、第二汇聚透镜；
所述BAR条包括多个一字排列的发光点，并且用于提供一束光；
所述SAC镜包括在快轴方向上的多个朝上的斜面和多个朝下的斜面，并且用于在快轴方向上对所述BAR条提供的一束光进行扭转，并且形成发散的多束光；
所述第一汇聚透镜用于对所述发散的多束光进行会聚，并且形成错开的多束平行光；
所述阵列扭转镜包括和所述错开的多束平行光一一对应的多个斜面，并且用于在快轴方向上将所述错开的多束平行光分别进行扭转并且合束形成一束光；
所述第二汇聚透镜用于对合束后的一束光进行会聚。
作为一种可实施方式，所述SAC镜的多个朝上的斜面还朝内，并且以各自的角度朝内；所述SAC镜的多个朝下的斜面还朝外，并且以各自的角度朝外；
其中，在快轴方向上所述SAC镜通过斜面对所述BAR条提供的一束光进行扭转，并且形成发散的多束光。
作为一种可实施方式，所述SAC镜的多个朝上的斜面和多个朝下的斜面均为圆弧面。
作为一种可实施方式，所述SAC镜的多个朝上的斜面和多个朝下的斜面均为平面，并且配合外置的凸透镜使用。
本发明相比于现有技术的有益效果在于：
本发明提供了一种激光合束方法和装置，其装置是通过SAC镜包括在快轴方向上对BAR条提供的一束光进行扭转，并且形成发散的多束光；进而通过阵列扭转镜在快轴方向上将错开的多束平行光分别进行扭转并且合束形成一束光。因此，可以提高光束质量。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的激光合束装置的立体图；
图2为本发明一实施例提供的激光合束装置在慢轴方向上的光路图；
图3为本发明一实施例提供的激光合束装置在快轴方向上的光路图；
图4为本发明一实施例提供的BAR条的立体图；
图5为本发明另一实施例提供的BAR条的立体图。
图中：1、BAR条；2、SAC镜；21、单元体；22、过渡面；3、第一汇聚透镜；4、阵列扭转镜；5、第二汇聚透镜。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。
参照图1，本实施例提供了一种激光合束装置，包括一字排列的BAR条1、SAC镜2、第一汇聚透镜3、阵列扭转镜4、第二汇聚透镜5。其中，图2和图3分别示出了慢轴方向上的光路图和快轴方向上的光路图。图中，BAR条1包括多个一字排列的发光点，并且用于提供一束光；图1中的a方向示出了多个发光点排列的方向，多个发光点沿着a方向排列。
在一个实施例中，SAC镜2包括在快轴方向上的多个朝上的斜面和多个朝下的斜面，并且用于在快轴方向上对BAR条1提供的一束光进行扭转，并且形成发散的多束光。实际上，由BAR条1发出来的一束光，在快轴方向上看其实只有一束的，因为在这个方向上，多个发光点的位置是重叠的。但是通过SAC镜2之后，一部分光束向上偏，一部分光束向下偏，还有一部分光束不偏。不偏的光束处于上偏的光束和下偏的光束之间。实际上，相当于是经过BAR条1将原来的光束在快轴上散开，形成发散的多束光。
然后，第一汇聚透镜3可以对发散的多束光进行会聚，并且形成错开的多束平行光。这里的多束平行光分别通过阵列扭转镜4上的多个斜面，进行扭转并且合束形成一束光，最终在某一位置上形成焦点。最后，第二汇聚透镜5用于对合束后的一束光进行会聚。
其实，实现上述SAC镜2还有以下两种实施方式。
在一个实施例中，如图4所示，SAC镜2的多个朝上的斜面还朝内，并且以各自的角度朝内；SAC镜2的多个朝下的斜面还朝外，并且以各自的角度朝外；其中，在快轴方向上SAC镜2通过斜面对BAR条1提供的一束光进行扭转，并且形成发散的多束光。
图中，SAC镜2的单元体21一端凸出的程度是从左往右逐一递增的，图中示出了7个单元体21。实际上，第4个单元体21保留正常的状态，以它往左，每个单元体21有不同程度的内凹，以它往右，每个单元体21有不同程度的外凸。因此，从左往右，单元体21一端凸出的程度是从左往右逐一递增的，图中虚线c的位置尤为明显。也因此，通过不同程度的倾斜，可以对BAR条1提供的一束光进行扭转，并且形成发散的多束光，这是在快轴方向上。然而，每相邻两个单元体21之间，具有过渡面22，以第4个单元体21往左，每个单元体21有各自的角度朝外，即相对图中SAC镜2的左边，以第4个单元体21往右，每个单元体21有各自的角度朝内，即相对图中SAC镜2的右边。可以对BAR条1提供的一束光进行扭转，并且发散，这是在慢轴方向上。此外，SAC镜2的多个朝上的斜面和多个朝下的斜面均为圆弧面，具有聚焦的作用。
在另一个实施例中，如图5所示，SAC镜2的多个朝上的斜面和多个朝下的斜面均为平面，并且配合外置的凸透镜使用，这样也可以达到相同的效果。
除此之外，本实施例在依赖上述装置的基础上还提供了一种激光合束方法，包括步骤一、步骤二、步骤三和步骤四。
在步骤一中，在慢轴方向上将BAR条1的多个发光点所对应的一束光进行扭转，并且形成发散的多束光；在步骤二中，对发散的多束光进行会聚，并且形成错开的多束平行光；在步骤三中，在快轴方向上将错开的多束平行光分别进行扭转，并且合束形成一束光；在步骤四中，对合束后的一束光进行会聚。
以上的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，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 (5)
1.一种激光合束方法，其特征在于，包括
步骤一：在快轴方向上将多个一字排列的发光点所对应的一束光进行扭转，并且形成发散的多束光；
步骤二：对所述发散的多束光进行会聚，并且形成错开的多束平行光；
步骤三：在快轴方向上将所述错开的多束平行光分别进行扭转，并且合束形成一束光；
步骤四：对合束后的一束光进行会聚。
2.一种激光合束装置，其特征在于，包括一字排列的BAR条(1)、SAC镜(2)、第一汇聚透镜(3)、阵列扭转镜(4)、第二汇聚透镜(5)；
所述BAR条(1)包括多个一字排列的发光点，并且用于提供一束光；
所述SAC镜(2)包括在快轴方向上的多个朝上的斜面和多个朝下的斜面，并且用于在快轴方向上对所述BAR条(1)提供的一束光进行扭转，并且形成发散的多束光；
所述第一汇聚透镜(3)用于对所述发散的多束光进行会聚，并且形成错开的多束平行光；
所述阵列扭转镜(4)包括和所述错开的多束平行光一一对应的多个斜面，并且用于在快轴方向上将所述错开的多束平行光分别进行扭转并且合束形成一束光；所述第二汇聚透镜(5)用于对合束后的一束光进行会聚。
3.根据权利要求2所述的激光合束装置，其特征在于，所述SAC镜(2)的多个朝上的斜面还朝内，并且以各自的角度朝内；所述SAC镜(2)的多个朝下的斜面还朝外，并且以各自的角度朝外；
其中，在快轴方向上所述SAC镜(2)通过斜面对所述BAR条(1)提供的一束光进行扭转，并且形成发散的多束光。
4.根据权利要求2所述的激光合束装置，其特征在于，所述SAC镜(2)的多个朝上的斜面和多个朝下的斜面均为圆弧面。
5.根据权利要求2所述的激光合束装置，其特征在于，所述SAC镜(2)的多个朝上的斜面和多个朝下的斜面均为平面，并且配合外置的凸透镜使用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710694176.5A CN107255868B (zh) | 2017-08-14 | 2017-08-14 | 一种激光合束方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710694176.5A CN107255868B (zh) | 2017-08-14 | 2017-08-14 | 一种激光合束方法和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107255868A true CN107255868A (zh) | 2017-10-17 |
| CN107255868B CN107255868B (zh) | 2020-06-23 |
Family
ID=60026832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710694176.5A Active CN107255868B (zh) | 2017-08-14 | 2017-08-14 | 一种激光合束方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107255868B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5900981A (en) * | 1997-04-15 | 1999-05-04 | Scitex Corporation Ltd. | Optical system for illuminating a spatial light modulator |
| CN1651972A (zh) * | 2005-02-07 | 2005-08-10 | 中国科学院光电技术研究所 | 离轴型全内反射棱镜阵列实现半导体激光器光束整形方法 |
| CN101159367A (zh) * | 2007-11-12 | 2008-04-09 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 半导体激光线阵条发光矫正装置 |
| CN201674110U (zh) * | 2010-05-04 | 2010-12-15 | 鄢雨 | 一种实现半导体激光列阵光束重组和光纤耦合的装置 |
| CN102809822A (zh) * | 2012-08-22 | 2012-12-05 | 温州泛波激光有限公司 | 一种激光二极管阵列的光束耦合聚焦装置 |
| CN104300368A (zh) * | 2013-07-15 | 2015-01-21 | 温州泛波激光有限公司 | 半导体激光合束装置 |
-
2017
- 2017-08-14 CN CN201710694176.5A patent/CN107255868B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5900981A (en) * | 1997-04-15 | 1999-05-04 | Scitex Corporation Ltd. | Optical system for illuminating a spatial light modulator |
| CN1651972A (zh) * | 2005-02-07 | 2005-08-10 | 中国科学院光电技术研究所 | 离轴型全内反射棱镜阵列实现半导体激光器光束整形方法 |
| CN101159367A (zh) * | 2007-11-12 | 2008-04-09 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 半导体激光线阵条发光矫正装置 |
| CN201674110U (zh) * | 2010-05-04 | 2010-12-15 | 鄢雨 | 一种实现半导体激光列阵光束重组和光纤耦合的装置 |
| CN102809822A (zh) * | 2012-08-22 | 2012-12-05 | 温州泛波激光有限公司 | 一种激光二极管阵列的光束耦合聚焦装置 |
| CN104300368A (zh) * | 2013-07-15 | 2015-01-21 | 温州泛波激光有限公司 | 半导体激光合束装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107255868B (zh) | 2020-06-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104704410B (zh) | 光束组合器、光束组合方法以及激光二极管模块 | |
| JP2010091855A (ja) | レーザビーム照射装置 | |
| CN111788515B (zh) | 用于偏转和聚焦光线的设备 | |
| CN104422974A (zh) | 透镜和透镜模块 | |
| US11332407B2 (en) | Methods and systems for fabrication of shaped fiber elements using laser ablation | |
| US20190250422A1 (en) | Collimator lens | |
| CN203688918U (zh) | 立体显示装置 | |
| CN105404781A (zh) | 一种基于线段缓冲区融合的缓冲区生成算法方法 | |
| CN104882784B (zh) | 一种用于大功率半导体激光器的合束输出耦合装置 | |
| CN107160032A (zh) | 一种间距与分光能量可调三光点激光焊接光学系统 | |
| CN108318996A (zh) | 准直镜头 | |
| CN105090830A (zh) | 一种改善光斑均匀性的舞台灯光学系统 | |
| CN203811854U (zh) | 一种半导体激光器阵列输出光束匀称化和光纤耦合装置 | |
| CN204679716U (zh) | 利用偏振特性生成平行平顶光束的整形装置 | |
| CN107255868A (zh) | 一种激光合束方法和装置 | |
| CN208092311U (zh) | 准直镜头 | |
| US6627869B2 (en) | Beam shaper, and semiconductor laser source device and optical head using the beam shaper | |
| US20190219241A1 (en) | Optical module for a motor vehicle | |
| CN204462539U (zh) | 激光投射装置 | |
| CN109604837A (zh) | 一种无锥度激光加工方法及加工装置 | |
| JP2017013081A (ja) | レーザ加工装置、および、レーザ加工方法 | |
| CN112329209B (zh) | 一种基于外观轮廓调控的片上光子器件的设计方法 | |
| CN104570342B (zh) | 一种检测设备光学系统的设计方法 | |
| CN102955201A (zh) | 具有扩大光束缓冲区域的光隔离器及其制作方法 | |
| US10969676B2 (en) | Photomask and exposure method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A laser beam combining method and device Effective date of registration: 20230317 Granted publication date: 20200623 Pledgee: Zhejiang Commercial Bank Co.,Ltd. Wenzhou Branch Pledgor: WENZHOU FIBRE LASER Co.,Ltd. Registration number: Y2023330000550 |