CN107918213A - 一种用于组合光束的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于组合光的装置，其包括第一表面、第二表面和贯穿两表面的支撑孔。该装置还包括分别设置在第一表面和第二表面上的第一接收组和第二接收组，并且分别配置为接收配置为发射第一光束组和第二光束组的第一和第二光源组。该装置还包括限定有反射孔并配置为向所述支撑孔反射第一光束组的第一反射镜，和配置为向所述支撑孔反射第二光束组的第二反射镜。此外，该装置还包括设置在支撑孔中并配置为反射第一光束组和透射第二光束组的差异反射器。

Description

一种用于组合光束的装置
技术领域
本说明书涉及一种用于组合光束的装置，特别涉及一种使用弯曲反射镜组合光束的装置。
背景技术
除了其他特点以外，激光光源由于发射光谱窄被用于图像投影中。激光可以由各种不同的光源产生，包括激光二极管等固态光源。在图像投影的应用中，通常需要将来自大量激光二极管的激光束组合在一起形成组合光束，然后将其用于图像投影。传统上，习惯于用大量小折叠反射镜阵列将如此大量的激光束组合在一起。制作并校准这些折叠镜阵列可能具有挑战性。此外，这种折叠镜在无需构造和/或添加额外折叠镜的情况下，不能轻松地容纳光源数量的增加。
发明内容
在本说明书中，元件可以被描述为“配置以”执行一个或多个功能或“配置用于”这些功能。一般来说，配置以执行或配置用于执行一功能的元件能够执行该功能，或者适用于执行该功能，或适应于执行该功能，或者可以用来执行该功能，或者以其他方式能够执行该功能。
应当理解的是，就本发明的目的而言，“X，Y和Z中的至少一个”和“X，Y和Z中的一个或多个”的表述可以被解释为仅X，仅Y，仅Z，或X、Y和Z中的两个或多个的任意组合(例如，XYZ，XY，YZ，XZ等)。类似的逻辑可以应用于任何情况下出现的两个或多个的“至少一个...”和“一个或多个...”的表述。
本说明书一方面提供一种用于组合光的装置，所述的装置包括：支撑件，所述支撑件具有第一表面和在所述第一表面反面的第二表面，所述的支撑件限定一贯穿所述第一表面和所述第二表面的支撑孔；设置在第一表面上的第一接收组(a first receivingbank)，所述的第一接收组配置为接收配置为发射第一光束组的第一光源组；和设置在第二表面上的第二接收组(a second receiving bank)，所述的第二接收组配置为接收配置为发射第二光束组的第二光源组。该装置还包括设置在所述第二表面反面、所述支撑件一侧的第一反射镜，所述的第一反射镜面向所述第一表面，所述的第一反射镜配置为向所述支撑孔反射所述第一光束组，并增加所述第一光束组的会聚，所述的第一反射镜限定一反射镜孔；设置在所述第一表面反面、所述支撑件另一侧的第二反射镜，所述的第二反射镜面向所述第二表面，所述的第二反射镜配置为向所述支撑孔反射所述第二光束组，并增加所述第二光束组的会聚；以及设置在所述支撑孔中的差异反射器(a differentialreflector)，所述的差异反射器配置为沿远离所述第二反射镜的方向反射所述第一光束组，并且沿远离所述第二反射镜的对应方向透射所述第二光束组。
所述的支撑件可以包括圆盘，并且所述的支撑孔可设置在所述圆盘的中心处。
该装置还可包括各自配置为接收对应光束组的多个附加第一接收组和各自配置为接收对应光束组的多个附加第二接收组，所述的第一接收组和多个附加第一接收组呈放射状排布在所述第一表面上，并且所述第二接收组和所述多个附加第二接收组呈放射状排布在所述第二表面上。
所述的支撑件可包括冷板。
该装置还可包括被所述的第一接收组接收的所述第一光源组，以及被所述的第二接收组接收的所述第二光源组。
所述的第一反射镜可包括配置为增加所述第一光束组会聚的第一弯曲度；和/或所述的第二反射镜可包括配置为增加所述第二光束组对应会聚的第二弯曲度。
所述的第一反射镜和所述第二反射镜中的一个或多个可包括抛物面反射镜(aparabolic reflector)。
所述的第一反射镜和所述第二反射镜中的一个或多个可包括阶梯式反射镜(astepped reflector)和多面反射镜(a faceted reflector)。
所述的第一光束组可具有第一波长范围，并且所述的第二光束组可具有与所述第一波长范围不同的第二波长范围；并且所述的差异反射器可包括配置为至少部分反射所述第一光束组并且至少部分透射所述第二光束组的二向色反射镜(a dichroic reflector)。
所述的差异反射器可包括配置为反射所述第一光束组的反射区域和配置为透射所述第二光束组的透射区域。
所述的反射区域和所述透射区域可成形为同心环。
该装置还可包括设置在所述第二表面反面的支撑体一侧的扩散板，所述的扩散板配置为通过拦截和至少部分地透射从所述差异反射器中反射的所述第一光束组和从所述差异反射器透射的第二光束组，形成散射光。
该装置还可包括设置在所述扩散板附近并与所述支撑件相对的所述扩散板对应侧的第一透镜，所述的第一透镜包括配置为接收所述散射光的至少一部分的第一透镜表面和在第一透镜表面反面的第二透镜表面，所述的第一透镜配置为减少部分散射光的发散度，以形成向所述反射镜孔传播的输出光。
该装置还可包括具有设置在所述第一表面附近的端部的积分棒，所述的端部布置为接收从所述差异反射器反射的所述第一光束组，以及穿过所述差异反射器透射的第二光束组。
所述的第二反射镜可包括配置为向所述支撑孔反射所述第二光束组的第一部分，并且透射所述第二光束组的第二部分的分束器；并且该装置还可包括设置在所述支撑件反面的所述第二反射镜的对应侧的第三反射镜，所述第三反射镜面向所述第二表面，所述的第三反射镜配置为向所述的支撑孔反射所述第二部分，并增加所述第二部分的对应会聚。
该装置还可包括：布置成拦截从所述第二反射镜向所述支撑孔传播的所述第二光束组的分束器，所述的分束器配置为反射所述第二光束组的第一部分，并透射所述第二光束组的第二部分；以及设置在所述支撑件反面的所述分束器的对应侧的第四反射镜，所述的第四反射镜面向所述第二表面，所述的第四反射镜配置为向所述的支撑孔反射所述第一部分。
所述的第一接收组可设置在相对于所述第一表面倾斜的平面；和/或所述的第二接收组可设置在相对于所述第二表面倾斜的对应平面。
本说明书另外一方面提供了一种用于组合光的装置，所述的装置包括：第一聚光单元，包括：第一支撑件，具有第一表面和在所述第一表面反面的第二表面，所述的第一支撑件限定一贯穿所述第一表面和所述第二表面的第一支撑孔；设置在所述第二表面上的第一接收组，所述的第一接收组配置为接收配置为发射带有第一颜色的第一光束组的第一光源组；以及设置在所述第二表面附近并面向第二表面的第一反射镜，所述的第一反射镜配置为反射所述第一光束组并增加所述第一光束组的会聚，所述的第一反射镜限定一第一反射镜孔。该装置还包括第二聚光单元，所述第二聚光单元包括：第二支撑件，具有第三表面和在所述第三表面反面的第四表面，所述的第二支撑件限定一贯穿所述第三表面和所述第四表面的第二支撑孔；所述的第一支撑件与所述第二支撑件并排设置，以便所述第二表面面向第三表面，并且所述的第一反射镜设置在所述第一支撑件和第二支撑件之间；设置在所述第四表面上的第二接收组，所述的第二接收组配置为接收配置为发射带有第二颜色的第二光束组的第二光源组；以及设置在所述第四表面附近并面向第四表面的第二反射镜，所述的第二反射镜配置为反射所述第二光束组并增加所述第二光束组的对应会聚，所述的第二反射镜限定一第二反射镜孔。该装置还包括第三聚光单元，所述第三聚光单元包括：第三支撑件，具有第五表面和在所述第五表面反面的第六表面，所述的第三支撑件限定一贯穿所述第五表面和所述第六表面的第三支撑孔；所述的第三支撑件与所述第二支撑件并排设置，以使所述第四表面面向第五表面，并且所述的第二反射镜设置在所述第二支撑件和第三支撑件之间；设置在所述第六表面上的第三接收组，所述的第三接收组配置为接收配置为发射带有第三颜色的第三光束组的第三光源组；以及设置在所述第六表面附近并面向第六表面的第三反射镜，所述的第三反射镜配置为反射所述第三光束组并增加所述第三光束组的对应会聚。另外，该装置还包括配置为反射从所述第一反射镜向所述第一差异反射器传播的第一光束组的第四反射镜，所述的第一差异反射器配置为向聚光区域反射第一光束组；以及配置为反射从所述第二反射镜向第二差异反射器传播的第二光束组的第五反射镜，所述的第二差异反射器配置为向第一中继光学器件(a first relay optics)反射第二光束组，所述的第一中继光学器件配置为引导所述第二光束组穿过所述第二支撑孔和所述第一反射镜孔射向所述第一差异反射器和所述聚光区域；所述的第一差异反射器还配置为透射所述第二光束组。此外，该装置还包括第二中继光学器件(a second relay optics),所述第二中继光学器件配置为引导所述第三光束组从第三反射镜穿过所述第三支撑孔和所述第二反射镜孔射向所述第二差异反射器(second differential reflector)，所述的第二差异反射器还配置为向所述第一中继光学器件透射所述第三光束组；所述的第一中继光学器件还配置为引导所述第三光束组穿过所述第二支撑孔和所述第一反射镜孔射向所述第一差异反射器和所述聚光区域，所述的第一差异反射器还配置为透射所述第三光束组。
该装置还可包括第六反射镜和第七反射镜，所述的第六反射镜布置成拦截从所述第三反射镜向所述第二中继光学器件传播的所述第三光束组，所述的第六反射镜配置为反射从所述第三反射镜向第七反射镜传播的第三光束组，所述的第七反射镜配置为反射从所述第六反射镜向所述第二中继光学器件传播的第三光束组。
所述的第一差异反射器可包括配置为至少部分反射所述第一颜色并且至少部分透射所述第二颜色和第三颜色的第一二向色反射镜；并且所述的第二差异反射器可包括配置为至少部分反射所述第二颜色并且至少部分透射所述第三颜色的第二二向色反射镜。
所述的聚光区域可包括贯穿所述第一支撑孔的积分棒的末端，所述的末端设置在所述第二表面和所述第一反射镜之间。
附图说明
现参考附图，仅通过举例的方式描述本说明书的一些实施方式，其中：
图1根据非限制性实施例显示了用于组合光的装置的立体图；
图2显示了图1所示装置的另一角度的立体图；
图3根据非限制性实施例显示了另一用于组合光的装置的立体图；
图4显示了图3所示装置的另一角度的立体图；
图5显示了图3所示装置的剖视图；
图6根据非限制性实施例显示了另一种用于组合光的装置的剖视图；
图7显示了图6所示装置的局部特写图；
图8根据非限制性实施例显示了差异反射器的示意图；
图9根据非限制性实施例显示了另一种用于组合光的装置的局部剖视图；
图10根据非限制性实施例显示了另一种用于组合光的装置的示意性局部剖视图；
图11根据非限制性实施例显示了另一种用于组合光的装置的局部剖视图；
图12根据非限制性实施例显示了阶梯式反射镜(stepped reflector)和多面反射镜(faceted reflector)的局部剖视图；
图13根据非限制性实施例显示了另一种用于组合光的装置的局部剖视图；
图14根据非限制性实施例显示了另一种用于组合光的装置的剖视图；
图15根据非限制性实施例显示了另一种用于组合光的装置的剖视图；
图16显示了图15所示装置的立体剖面图。
具体实施方式
为解决将大量激光束组合在一起的挑战，并使用易于制造和可扩展性的结构来达到这一目的的需求，本说明书提供了一种用于组合光的装置100，如图1所示。装置100包括具有第一表面110和在第一表面110反面的第二表面115的支撑件105。支撑件105还限定了贯穿第一表面110和第二表面115的支撑孔155。在装置100中，支撑件105成形为圆盘状，且支撑孔155成形为与支撑件105的圆盘同心或大致同心的圆孔。支撑件105也可以描述为圆形板和/或圆形片。
装置100还包括设置并固定在第一表面110上的接收组(a receiving bank)120。接收组120配置为接收第一光源组，例如光源125。光源125配置为发射第一光束组。光源125可以包括配置为发射激光束的激光二极管。也可以设想到，光源125可以包括除激光二极管之外的任何其它适合的光源。接收组120可包括配置为接收光源125的接收点。在图1中，接收组120包括以2x4矩形阵列排列的八个接收点。然而，也可以设想到，接收组120可以包括任何其它合适的接收点的数量和/或排布。
另外，图1显示了设置在第一表面110上的多个其他接收组。设置在第一表面110上的接收组120和其他接收组呈放射状排布在第一表面110上。装置100还包括设置在第二表面115上的第二接收组130。第二接收组在结构和功能上类似于第一接收组120。装置100还包括设置在第二表面115上的多个其他接收组，并且接收组130和该些其他接收组也呈放射状排布在第二表面115上。每个接收组可以包括从所述接收组延伸出的连接端口，该连接端口可用于将接收组中接收的光源电连接到电源。
虽然在图1中，第一表面110上的接收组的数量、形状和排布显示为与第二表面115上的接收组的数量、形状和排列相同，但也可设想到，在装置100中，设置在第一表面110上的接收组可以与设置在第二表面115上的接收组具有不同的数量、形状和/或排布。
装置100还包括设置在第二表面115反面、支撑件105一侧的第一反射镜135。换句话说，第一反射镜135设置为靠近第一表面110但与其相间隔，并且与支撑件105的第一表面110在同一侧。第一反射镜135的反射表面面向第一表面110。第一反射镜135配置为拦截(intercept)设置在第一表面110上的第一接收组120和其他接收组中接收的光源125发射的光束组，并将这些光束向支撑孔155反射。在装置100中，第一反射镜135具有弯曲度，所述弯曲度配置为当光束从第一反射镜135传播到支撑孔155时增加光束会聚。第一反射镜135可以包括抛物面反射镜(parabolic reflector)或任何其他合适的形状和/或弯曲度。
此外，第一反射镜135可以限定反射镜孔140，反射镜孔140位于第一反射镜135的中心处或在中心附近。第一反射镜135的大体形状和尺寸选定为使其可以拦截(intercept)在支撑件105的第一表面110上的接收组中接收的光源125发射的所有光束。在装置100中，第一反射镜135大致呈圆形。
装置100还包括设置在第一表面110反面、支撑件105一侧的第二反射镜145。换句话说，第二反射镜145设置为靠近第二表面115但与其相间隔，并且与支撑件105的第二表面115在同一侧。第二反射镜145的反射表面面向第二表面115。第二反射镜145配置为拦截(intercept)设置在第二表面115上的第二接收组130和其他接收组中接收的光源发射的光束组，并将这些光束向支撑孔155反射。在形状和功能上，第二反射镜145可类似于第一反射镜135。第二反射镜145还可以限定一反射镜孔150，该反射镜孔150设置于第二反射镜145的中心处或在中心附近。
图2显示了装置100的另一角度的透视图，其中为更好地显示本来将被第一反射镜135遮蔽的装置100的特征，第一反射镜135以透视方式描绘。图2显示了支撑件105的第一表面110上的接收组的放射状排布。此外，图2显示了包括第一透镜205、第二透镜210和第三透镜215的一组聚光和/或准直透镜。这些聚光透镜设置在第二表面115反面、支撑件105的一侧。此外，聚光透镜设置在支撑孔155附近，使得它们可以接收由第二反射镜145向支撑孔155反射并穿过支撑孔155的光束。以下将更详细地描述这些聚光透镜的结构和功能。
尽管在图1和图2中未示出，装置100还包括设置在支撑孔155中的差异反射器(differential reflector)。在其他实施方式中，差异反射器(differential reflector)可位于支撑孔155附近。通常，该差异反射器(differential reflector)布置并配置为接收从第一反射镜135反射的光束和从第二反射镜145反射的光束。以下将更详细地描述差异反射器(differential reflector)的结构和功能。
图3显示了用于组合光的装置300的立体图。装置300大体上与装置100类似，其主要区别在于支撑件的形状和支撑件上接收组的排布。如图1和图2所示，在装置100中，支撑件105是圆形的，并且接收组呈放射状排布在支撑件105的第一表面110和第二表面115上。相反，在装置300中，接收组彼此对齐平行、并行排布在支撑件305上。接收组可以采用使每个接收组紧靠与其相邻的接收组的方式布置。接收组120和与其平行的其他接收组设置在支撑件305的第一表面310上，而接收组130和与其平行的其它接收组设置在支撑件305的第二表面315上。
支撑件305的形状和/或外周是多边形的，并且勾画出(traces)与由接收组的排布和/或定位所限定的形状类似的形状。支撑件305还限定了贯穿第一表面310和第二表面315的支撑孔355。装置300还包括设置在支撑孔355中的差异反射器(a differentialreflector)(图3中未示出)，该差异反射器(differential reflector)大体上与装置100中的差异反射器类似。
图4显示了装置300的另一角度的透视图，其中为更好地显示本来将被第一反射镜135遮蔽的装置300的特征，第一反射镜135以透视方式示出。图4显示了在支撑件305的第一表面310上的接收组的平行并排排布。此外，图4显示了包括第一透镜205、第二透镜210和第三透镜215的一组聚光和/或准直透镜。与图2类似，这些聚光透镜设置在第二表面315反面、支撑件305的一侧。此外，聚光透镜设置在支撑孔355附近，使得它们可以接收由第二反射镜145反射并穿过支撑孔355的光束。
图5显示了装置300的剖视图，其显示了设置在支撑件305的第一表面310上的接收组中接收的光源125发射的光束组505。光束505由第一反射镜135向支撑孔355反射，并入射到设置在其中的差异反射器(differential reflector)510上。当它们从第一反射镜135向差异反射器(differential reflector)510传播时，第一反射镜135的形状(即弯曲度)增加了光束505的会聚。
图5还显示了设置在支撑件305的第二表面315上的接收组中接收的光源125a发射的光束组505a。第二反射镜145将光束505a向差异反射器(differential reflector)510反射，并且，当它们从第二反射镜145向差异反射器(differential reflector)510传播时，第二反射镜145的弯曲度增加了光束505a的会聚。
差异反射器(differential reflector)510配置为沿远离第二反射镜145的方向反射光束505，并且沿远离第二反射镜145的方向透射光束505a。在装置300中，差异反射器(differential reflector)510将光束505向第一透镜205反射，并穿过支撑孔355还向第一透镜205透射光束505a。
在装置300中，光束505可以具有与光束505a的波长范围不同的波长范围。换句话说，光束505可以具有与光束505a不同的颜色。差异反射器(differential reflector)510可以包括但不仅限于一二向色反射器(dichroic reflector)，所述二向色反射器配置为在透射光束505a的同时反射光束505。
由差异反射器(differential reflector)510透射的光束和反射的光束都在射向第一透镜205的路径中穿过扩散板515。如图5所示，扩散板515设置在第二表面315反面的支撑体一侧。此外，扩散板515布置为接收来自差异反射器(differential reflector)510的透射和反射光束。扩散板515配置为通过拦截和至少部分地透射从差异反射器(differential reflector)510中反射的光束505和从差异反射器(differentialreflector)510透射的光束505a，形成散射光。虽然装置300包括扩散板515，但是在一些实施方式中，可以设想不存在扩散板，并且反射和透射的光束可以不穿过扩散板而从差异反射器(differential reflector)510向第一透镜205传播。与装置300相似，装置100还可以包括结构、功能和安置位置与扩散板515相似的扩散器件(diffuser)。
返回参考图5所示的装置300，第一透镜205、第二透镜210和第三透镜215一起作为聚光和准直光学器件。它们接收漫射光束并减小其发散度，以产生朝向并离开反射镜孔140传播的输出光束520。第一透镜205设置在扩散板515附近并设置在与支撑件305相反的扩散板515一侧，从而允许第一透镜205高效地接收和/或聚集来自扩散板515的散射光。在不包括扩散板515的实施方式中，第一透镜205直接接收由差异反射器(differentialreflector)510反射的以及穿过差异反射器(differential reflector)510透射的光束。
第一透镜205包括第一面205a，其配置为接收从扩散板515传播的散射光的至少一部分。第一透镜205还包括在第一面205a反面的第二面205b。第一面205a到第二面205b的相对形状和/或弯曲度为使第一透镜205减少穿过第一面205a进入透镜205以及穿过第二面205b离开透镜205的光束的发散度。在装置300中，第一面205a可以是平面的和/或凹面的，同时，第二面205b是凸面的。
从第一透镜205出射的光束之后穿过第一面210a被接收到第二透镜210中，并穿过第二透镜210的第二面210b射出第二透镜210。第二面210b在第一面210a反面，并且与第一透镜205类似，两个面210a和210b的相对弯曲度和/或形状允许第二透镜210减少穿过第一面210a进入透镜210，并穿过第二面210b离开第二透镜210的光束的发散度。在装置300中，第一面210a可以是平面的，而第二面210b是凸面的。
从第二透镜210出射的光束之后穿过第一面215a被接收到第三透镜215中，并穿过第三透镜215的第二面215b射出第三透镜，以形成输出光束520。第二面215b在第一面215a反面，并且与第一透镜205和第二透镜210类似，两个面215a和215b的相对弯曲度和/或形状允许第三透镜215减少穿过第一面215a进入第三透镜215并穿过第二面215b离开第三透镜215的光束的发散度。在装置300中，第一面215a是平面的，而第二面215b是凸面的。
虽然装置300显示为有三个透镜205、210和215作为其聚光光学透镜/光学器件的一部分，但在一些实施方式中可设想到，该装置可只有第一透镜205或只有第一透镜205和第二透镜210。此外，可以设想，聚光光学器件/透镜可以包括多于三个的透镜。此外，聚光透镜或透镜可以为具有可减少散射光或在没有扩散板的情况下从差异反射器(differentialreflector)510接收的并射到聚光透镜/光学器件上的光的发散度的任何适合的形状、构造和/或排布。
以这种方式，装置300可以将来自大量光源125和125a的光束组合在一起，而不需要大量的折叠镜阵列。此外，如果需要添加更多的光源，则可以使用较大直径的第一反射镜135和/或第二反射镜145来调整额外的光束。此外，装置300的设计允许所有光源在共同支撑件(common support)305上接收，共同支撑件(common support)305可以包括冷板和/或可热(thermally)连接到散热器和/或其它主动或被动的冷却机构。这反过来可以促进光源的冷却和/或热管理(thermal management)。此外，如果需要添加额外的光源，则可以使用较大版本的第一反射镜135和/或第二反射镜145，从而避免需要额外的折叠镜来调整额外的光源。
现参照图6，其显示了另一种用于组合光束的装置600的剖视面。装置600通常大体上与装置300类似，其主要区别在于，接收组在第二表面315上的排布和/或布置，设置在第二表面315上的接收组中接收的光源和由其发射的光束，以及设置在支撑孔355中的差异反射器(differential reflector)的结构和功能。
在装置600中，接收组130在支撑件305上的排布和/或布置，以及由此在其中接收的光源605的排布和/或布置不同于设置在第一表面310上的在接收组120中接收的光源125的排布和/或布置。由于这些布置上的差异，由光源605产生的光束610在由第二反射镜145反射之后，在不同于光束505入射到差异反射器(differential reflector)615上的对应点的点/位置处入射到差异反射器(differential reflector)615上。因此，差异反射器(differential reflector)615可以基于这些光束入射到差异反射器(differentialreflector)615上的位置来选择性地反射光束505并透射光束610。
图7描绘了装置600的差异反射器(differential reflector)615的局部特写，其显示了光束505入射到差异反射器(differential reflector)615上的一组位置705a、705b、705c和705d(以下统称为705a-d)和光束610入射到差异反射器(differentialreflector)615上的一组位置710a、710b、710c和710d(以下统称为710a-d)的差异。虽然对于光束505和光束610仅显示了四个位置，但本领域的技术人员应理解，这四个位置的一组位置仅仅是示例性的，并且是出于说明的目的而示出的，而且在装置600中可以有更多(或甚至更少)的光束，并因此差异反射器(differential reflector)615上可以有更多(或更少)的光束505和610的相应入射点。
差异反射器(differential reflector)615包括在位置705a-d处的反射区域和在位置710a-d处的透射区域。这又反过来允许差异反射器(differential reflector)615将光束505向扩散板515和第一透镜205反射，同时也将光束610向扩散板515和第一透镜205透射。在图8所示的示例性和非限制性实施例中，差异反射器(differential reflector)615可以包括同心交替的环状反射区域805a、805b、805c和805d(以下统称为805a-d)和透射区域810a、810b、810c和810d(以下统称为810a-d)。反射区域805a-d可以对应位置705a-d，透射区域810a-d可对应位置710a-d。
本领域的技术人员应理解，位置705a-d和710a-d的安置位置分别取决于光源125和605的安置/布置。因此，差异反射器(differential reflector)615中的反射和透射区域的样式(pattern)可为适用于将在位置705a-d处入射到差异反射器(differentialreflector)615处的光束505反射，并且适用于将在位置710a-d处入射到差异反射器(differential reflector)615上的光束610透射的任何样式。由于光束505和610的有差别的反射和透射(the differential reflection and transmission)是在空间上进行的，所以在装置600中，无需使光束505和610具有不同的颜色或波长分布。
参见图7和图8，差异反射器(differential reflector)615还可以包括更多的透射区域715，其可用于将两个或更多个装置600的光学耦合，例如结合在一起，正如将在以下更详细描述的那样。透射区域715可以位于差异反射器(differential reflector)615的中心处或中心附近。此外，参见图6和图7，为了便于说明，通过扩散板515的光束未描绘。然而，在图6和图7中通过扩散板515的光束的路径类似于图5中通过扩散板515的光束的路径。
支撑件105和支撑件305可以由任何适合的材料制成，包括但不仅限于金属、金属合金等。虽然图中的支撑件105显示为具有圆形的形状，并且支撑件305显示为具有多边形的形状，但是可以设想到，支撑件可以具有任何合适的形状，包括但不仅限于圆形、椭圆形以及包括正多边形的其他多边形。此外，在图1、图3和图6中显示了支撑孔155和355位于其相应支撑件的中心处或中心附近，但可设想到，支撑孔可以位于它们各自支撑件中的不同位置。
另外，在装置100、300和600中，光源由设置并固定到它们相应支撑件上的接收组接收，但在其他的实施方式中可设想到，光源可直接固定到支撑件上或者另外使用任何其他合适的方法固定到支撑件上。在其他的实施方式中，装置无需包括支撑件；例如，接收组可以相互固定以支撑光源在它们各自的位置。
此外，在装置100、300和600中，接收组相互之间不是放射状排布就是平行排布。然而，也可以设想到，接收组和其中接收的光源可以任何其它合适的排布方式来布置。此外，在装置100和300中，在支撑件的第一侧上的接收组与第二侧上的接收组以相同的排布方式布置，可以设想到，第一侧上的接收组布置的排布方式可以不同于第二侧上的接收组。
现转为介绍第一和第二反射镜，它们在装置100、300和600中显示为彼此相同。然而，还可以设想到，在这些装置的每一个中，第一反射镜可以具有与第二反射镜的形状、尺寸、弯曲度和/或与支撑件的距离不同的形状、尺寸、弯曲度和/或与支撑件的距离。此外。可设想到，在一些实施方式中，第二反射镜无需具有反射镜孔。例如，可以设想到，装置100、300和600的变型例中只有第一反射镜135限定反射镜孔140，而第二反射镜145没有孔。
现转为参见图9，其显示了装置900的局部剖视图，该装置可用于组合光束。装置900大体上与装置100类似，其中装置900包括具有第一表面110和第二表面115的支撑件105。此外，装置900包括设置在第一表面110上的接收组120和设置在第二表面115上的接收组130。光源125在接收组120中接收，并且发射光束505，光束505由第一反射镜135反射到设置在支撑孔中的差异反射器(differential reflector)510。类似地，光源125a在接收组130中接收，并且发射光束505a，光束505a由第二反射镜145反射到设置在支撑孔中的差异反射器(differential reflector)510上。
差异反射器(differential reflector)510反射光束505的同时透射光束505a，均沿远离第二反射镜145的方向。装置900与装置100不同，代替聚光透镜组，装置900包括带有端部910的积分棒(integrating rod)905。端部910设置在第一表面110附近，并且布置为接收从差异反射器(differential reflector)510反射的光束505，并且还接收穿过差异反射器(differential reflector)510透射的光束505a。通常地，端部910可以布置在与图5所示的扩散板515的位置相似的位置，和/或处于图5所示的类似于第一透镜205的位置。端部910的位置可以选择，以允许端部910接收由差异反射器(differential reflector)510反射的光束和穿过差异反射器(differential reflector)510透射的光束。
虽然装置900包括差异反射器(differential reflector)510，但是可以设想到，在一些实施方式中，可以使用差异反射器(differential reflector)615来代替反射器510。另外，图9仅示出了支撑件105的每个表面上的一个接收组，但是可以设想到，类似于装置100和300，装置900可以包括在支撑件105的一个或两个表面上的多个接收组。此外，图9仅示意性地显示了第一反射镜135和第二反射镜145中的每一个的一小部分。尽管图9中未示出，装置900的第一反射镜135和第二反射镜145可以与装置100和300中的第一和第二反射镜类似。
现在转为参见图10，其局部地和示意性地显示了另一用于组合光的装置1000。装置1000大体上可与装置900类似，其中装置1000包括支撑件105(图中用线示意性地示出)和在支撑件105的一个表面上的光源，其发射光束505，光束505由第一反射镜135反射到差异反射器(differential reflector)510上。差异反射器(differential reflector)转而又将光束505向积分棒(integrating rod)905反射。
装置1000还包括在支撑件105的第二表面上并发射光束505a的光源。装置1000与装置900的不同之处在于，装置1000包括用分束器1005来替代装置900中的第二反射镜145。分束器1005可位于相对于支撑件105相同的位置，并且可以具有与第二反射镜145相同的形状和/或弯曲度。分束器1005可设置在支撑体105的支撑孔中(图中未示出)，并反射光束505a的第一部分，形成向差异反射器(differential reflector)510传播的反射光束1010。分束器1005的形状和/或弯曲度在光束1010从分束器1005向差异反射器(differentialreflector)510透射时可以增加反射光束1010的会聚。
分束器1005还透射光束505a的第二部分，以形成透射光束1015。装置1000还包括第三反射镜1020，其设置在分束器1005的与支撑件105所在侧相反的一侧。换句话说，分束器1005设置在第三反射镜1020和支撑件105之间。第三反射镜1020可以具有面向支撑件105的第二表面的反射表面。第三反射镜1020布置成拦截透射光束1015并将其向设置在支撑件105的支撑孔中的差异反射器(differential reflector)510反射。第三反射镜1020的形状和/或弯曲度配置为当透射光束1015从第三反射镜1020向差异反射器(differentialreflector)510传播时增加透射光束1015的会聚。
差异反射器(differential reflector)510转而反射光束505并将光束1010和1015向积分棒(integrating rod)905透射。使用分束器1005和第三反射镜1020的组合可以扩大光束505a进入积分棒(integrating rod)的角度范围。例如，代替仅具有传播反射光束1010的角度，装置1000还提供了以较浅角度进入积分棒(integrating rod)905的透射光束1015。这转而增加了进入积分棒(integrating rod)905的光束的角度多样性(angulardiversity)，并且可以提高从积分棒(integrating rod)905输出的光的均匀性。
图10仅示意性地显示了反射镜135、分束器1005和反射镜1020的一部分。可以设想到，反射镜135和1020以及分束器1005可以具有与由积分棒(integrating rod)905的长轴(long axis)限定的光轴旋转对称的形状。换句话说，反射镜135可以类似于图1和图3所示的反射镜135，且分束器1005和反射镜1020可以包括图1和图3所示的反射镜145。此外，可以设想到，分束器1005可以限定以光轴为中心或环绕光轴的分束器孔(图中未示出)，以允许透射光束1015从反射镜1020向差异反射器(differential reflector)510传播。反射镜1020可以限定或可以不限定对应反射镜孔。
第三反射镜1020可以包括弯曲的反射镜，其包括但不仅限于抛物面反射镜(parabolic reflector)等。类似地，在一些实施方式中，分束器1005可以具有抛物面的形状。另外，图10仅显示了支撑件105的示意图，且仅代表性地显示了光束505和505a。可以设想到，装置1000可以包括类似于图1和图2所示的接收组，和/或可以具有接收组和/或光源的任何其它适合的排布。
现在转为参见图11，其局部地和示意性地显示了一种用于组合光的装置1100。装置1100大体上可类似于装置900，主要区别在于装置1100包括分束器1105，分束器1105布置成拦截从第二反射镜145(图11中未示出，但在图9中示出)向设置在支撑孔155中的差异反射器(differential reflector)510传播的光束505a。分束器1105配置为透射光束505a的一部分，以形成向差异反射器(differential reflector)510传播的透射光束1110。
分束器1105还反射光束505a的一部分以形成反射光束1115。装置1100还包括附加反射镜1120，其设置在分束器1105的与支撑件105所在侧反面的一侧。换句话说，分束器1105设置在支撑件105和反射镜1120之间。反射镜1120包括面向支撑件105的第二表面的反射表面。反射器1120配置为将反射光束1115向差异反射器(differential reflector)510和积分棒(integrating rod)905反射。在一些实施方式中，反射镜1120可具有配置为增加或减少反射光束1115的会聚的弯曲度。此外，分束器1105可以成形为平面，或者可以具有任何其它适合的形状和/或弯曲度。
类似于装置1000，在装置1100中使用分束器1105和反射镜1120的组合增加了光束505a进入积分棒(integrating rod)905的角度的多样性。具体地，分束器1105和反射镜1120的组合将反射光束1115从光束505a中分离，并且引导反射光束1115以与光束505a和/或透射光束1110相比更浅的角度进入积分棒(integrating rod)905。分束器1005和分束器1105可以各自包括50/50分光比，或者可以具有任何其他适合的反射率与透射比。
图12显示了阶梯式反射镜(stepped reflector)1210的示意图和局部剖视图，阶梯式反射镜(stepped reflector)1210用于代替和/或增加至第一反射镜(图12中未示出，但是在图1和9中示出)和第二反射镜145的一个或多个。图12显示了由弯曲的第二反射镜145反射的光束505a和由阶梯式反射镜(stepped reflector)1210反射的光束505a的并排比较。阶梯式反射镜(stepped reflector)1210可用于产生具有会聚角1215的反射光束505a，会聚角1215小于由弯曲的第二反射镜145反射的光束505a的对应会聚角1205。阶梯式反射镜(stepped reflector)1210的形状和几何构造可以调整，以调节由阶梯式反射镜(stepped reflector)1210反射的光束的会聚角1215。
另外，图12显示了多面反射镜(faceted reflector)1220的示意图和局部剖视图，其包括切平面1225a、1225b、1225c和1225d(以下统称为1225a-d)。多面反射镜(facetedreflector)1220可以以类似于阶梯式反射镜(stepped reflector)1210的方式实现光学功能，其中多面反射镜(faceted reflector)1220的每一切平面1225a-d以类似于阶梯式反射镜(stepped reflector)1210反射光束505a的方式步骤反射光束505a。
切平面1225a-d中的每一个可以是平面的和/或弯曲的。每个切平面可以具有与其他切平面的形状、弯曲度和/或几何构造相同或不同的形状、曲率和/或几何构造。此外，虽然图12显示了仅包括四个切平面1225a-d且从每个切平面反射一个光束505a的多面反射镜(faceted reflector)1220，但是可以设想到，多面反射镜(faceted reflector)1220可以包括任何适合数量的切平面，并且零个或任何数量的光束可以从一个或多个切平面反射。在一些实施方式中，多面反射镜(faceted reflector)1220可以整体成形，即切平面1225a-d可各自包括单一多面反射镜(faceted reflector)1220的一部分。在其它的实施方式中，一些或全部切平面可以是独立的、间隔的和/或彼此分离的。
图12仅示意性和部分性地显示了反射镜145、阶梯式反射镜(stepped reflector)1210和多面反射镜(faceted reflector)1220。反射镜145、阶梯式反射镜(steppedreflector)1210和多面反射镜(faceted reflector)1220可以具有环绕该装置的光轴旋转对称的形状，其形状即类似于图1所示的第二反射镜145和/或第一反射镜135的形状。在一些实施方式中，阶梯式反射镜(stepped reflector)1210可以限定阶梯式反射镜孔和/或多面反射镜(faceted reflector)1220可以限定多面反射镜孔，每个反射镜孔与图1所示的第二反射镜145的反射镜孔150类似。
现在转为参见图13，其显示了装置1300的剖视图，该装置可以用于组合光束。与装置100和300类似，装置1300包括支撑件1305，其具有第一表面1310和在第一表面1310反面的第二表面1315。支撑件1305还包括贯穿第一表面1310和第二表面1315的支撑孔1320。
此外，装置1300包括相对于第二表面1315以倾斜角1335倾斜的平面1345上设置的接收组1325。光源125a可以由接收组1325接收，并且可配置为发射光束505a。装置1300还可以包括设置在第一表面1310反面、支撑件1305一侧的反射镜1330。反射镜1330可具有面向第二表面1315的反射表面。此外，反射镜1330可以配置为将光束505a向支撑孔1320反射，并增加光束505a从反射镜1330向支撑孔1320传播时光束505a的会聚。
在一些实施方式中，反射镜1330可以具有配置为增加光束505a会聚的弯曲度，包括但不仅限于抛物面的弯曲度等。倾斜角1335可以决定光束505a相对于反射镜1330的角度，转而可以决定反射光束505a的会聚角1340。通过倾斜接收组1325并因此倾斜光束505a，装置1300可达到比接收组不倾斜并且激光束大约垂直于支撑体表面的相似装置(例如装置100和300)中的对应会聚角较小的会聚角1340。
虽然在图13中，反射光束505a显示为在第二表面1315附近会聚，可以设想到，在一些实施方式中，反射光束505a可以会聚在支撑孔1320内或者在第二表面1315反面、支撑件1305一侧的一点处。向支撑孔1320传播的光束505a会聚点可以通过调节以下中的一个或多个来调节：向反射镜1330传播光束505a的角度，反射镜1330的形状和/或弯曲度以及反射镜1330与支撑件1305的距离。
在一些实施方式中，产生倾斜平面1345的楔形物1350可以与支撑件1305整体形成。在其他的实施方式中，可以没有楔形或倾斜平面，并且光源125a可以相对于第二表面1315以倾斜角(例如除了90°的角度)取向。此外，虽然图13仅显示了靠近第二表面1315的接收组1325的一个环形“行”，并且在第一表面上没有接收组，但可以设想到，装置1300可以包括在第二表面1315上和/或在倾斜平面1345上的附加的接收组，和/或可以包括第一表面1310上的接收组。
此外，虽然图中仅示出了一个反射镜1330，但是可以设想到，装置1300可以包括类似于反射镜1330的第二反射镜，该第二反射镜可以设置在第二表面1315反面、支撑件1305一侧。换句话说，可以设想到，装置1300可以具有两个反射镜，一个位于支撑件1305的任一侧上，类似于装置100和300。此外，在一些实施方式中，反射镜1330和第二反射镜中的一个或多个可以限定反射镜孔，与图1和图3所示的那些相似。
可以设想到，将光束倾斜向反射镜传播也可以用于本文所述的其它装置中，以实现通过反射镜反射的光束的较小会聚角。
现在转为参见图14，其显示了一种用于组合光束的装置1400的剖视图。装置1400包括光学耦合和/或结合在一起的三个装置300、300a和300b，例如按光学顺序排布。装置300a和300b的结构和功能与装置300类似。装置1400还包括透镜1445，透镜1445接收从装置300b传播出的组合输出光束1440，并引导组合输出光束1440射向和进入积分棒(integrating rod)905中。
如上所述，装置300将设置在支撑件105的第一和第二表面上的接收组中的光源射出的光束进行组合。这些组合光束穿过聚光光学器件1405(也包括图5中示出的透镜205、210和215)，并显现形成向反射镜孔140传播并穿过反射镜孔140的输出光束520。
输出光束520穿过第一反射镜145a中的反射镜孔150a进入装置300a。输出光束520然后穿过透镜1410，透镜1410配置为当输出光束520向设置在支撑件305a的支撑孔355a中的差异反射器(differential reflector)510a传播时会聚输出光束520。此外，装置300a对来自其支撑件305a的第一和第二表面上的接收组中接收的光源的光束进行组合，以形成输出光束1420。输出光束1420转而穿过聚光光学器件1415，聚光光学器件1415可以在结构和功能上与聚光光学器件1405类似。
输出光束520由差异反射器(differential reflector)510a透射，并且也穿过聚光光学器件1415。输出光束520和输出光束1420的组合从聚光光学器件1415向反射镜135a的反射镜孔140a传播，并穿过反射镜135a的反射镜孔140a。差异反射器(differentialreflector)510a可以具有与差异反射器(differential reflector)孔715(如图7所示)类似的中心透射区域，该透射区域可配置为将由透镜1410会聚的输出光束520透射到差异反射器(differential reflector)510a上。
输出光束520和输出光束1420穿过第一反射镜145b中的反射镜孔150b进入装置300b，形成组合输出光束1425。组合输出光束1425然后穿过透镜1430，透镜1430配置为当组合输出光束1425向设置在支撑件305b的支撑孔355b中的差异反射器(differentialreflector)510b传播时，会集组合输出光束1425。此外，装置300b对来自设置在其支撑件305b的第一和第二表面上的接收组中接收的光源的光束进行组合，以形成输出光束1435。输出光束1435转而穿过聚光光学器件1450，聚光光学器件1450可以在结构和功能上与聚光光学器件1405相似。
输出光束1425由差异反射器(differential reflector)510b透射，并且也穿过聚光光学器件1450。输出光束1425和输出光束1435的组合从聚光光学器件1450向反射镜135b的反射镜孔140b传播，并穿过反射镜135b的反射镜孔140b。差异反射器(differentialreflector)510b可以具有与差异反射器(differential reflector)孔715(如图7所示)类似的中心透射区域，该透射区域可配置为将由透镜1430会聚的输出光束1425透射到差异反射器(differential reflector)510b上。
输出光束1425和1435的组合可形成组合输出光束1440，组合输出光束1440从反射镜135b的反射镜孔140b传播出并通过透镜1445会聚并射向和进入到积分棒(integratingrod)905中。通过对三个装置300、300a和300b进行光学组合(如结合在一起)，装置1400可以组合并集合出比单独使用三个装置中的一个进行组合的更多数量的激光束。
此外，多个装置的组合可以产生最终输出光束，该最终输出光束比仅使用一个装置可实现的光束更多样性的角度并且更均匀。例如，可以看出，输出光束520不包括在准直光束的中心区域中的任何光束。当与输出光束1420组合以形成组合输出光束1425时，输出光束520至少部分填充在输出光束1420的中心部分。当组合输出光束1425穿过装置300b时，组合输出光束1425进一步填充输出光束1435的中心部分，以产生组合输出光束1440，当它们汇到积分棒(integrating rod)905中时组合输出光束1440具有甚至更高的均匀性和角度多样性(angular diversity)。
图14显示了将三个类似于装置300的组合在一起，可以设想到，任何数量的光组合装置可以图14所示的方式进行光学组合。此外，可以设想到，组合装置的一个或多个可以与装置100、600、1300或本文所述的任何其他装置类似。
现在转为参见图15和16，其显示了用于组合光束的装置1500。图15显示了装置1500的剖视图，图16显示了装置1500的立体剖面图。装置1500包括三个相似的、按顺序相互排列并光学连接的聚光单元1505a、1505b和1505c。聚光单元1505a包括支撑件、设置在支撑件的表面上的接收组和反射镜的组合，该组合与装置100和300中的相应组合类似。
聚光单元1505a包括支撑件1510a，其具有第一表面1515a和在第一表面1515a反面的第二表面1520a。支撑件1510a还限定了贯穿第一表面1515a和第二表面1520a的支撑孔1525a。聚光单元1505a还包括设置在第二表面1520a上的接收组130。光源125a可以由接收组130接收，并且可以发射光束505a。
聚光单元1505a还包括限定反射镜孔1535a的反射镜1530a。反射镜1530a设置在第二表面1520a附近并包括面向第二表面1520a的反射表面。此外，第一反射镜1530a与第二表面1520a相间隔并布置成拦截光束505a。此外，第一反射镜1530a配置为将光束505a向第二表面1520a反射。反射镜1530a的形状和/或弯曲度配置为增加从反射镜1530a反射的光束505a的会聚。在一些实施方式中，第一反射镜1530a可以包括抛物面反射镜(parabolicreflector)。
聚光单元1505a在以下点不同于装置100和300：聚光单元1505a在第一表面1515a上不包括接收组，并且在第二表面1520a反面、支撑件1510a的一侧上没有反射镜。此外，不同于装置100和300，聚光单元1505a不具有设置在支撑孔1525a中的差异反射器(adifferential reflector)。
聚光单元1505b和1505c具有与聚光单元1505a类似的结构和功能。聚光单元1505b包括具有第一表面1515b、第二表面1520b和支撑孔1525b的支撑件1510b。聚光单元1505b还包括设置在第二表面1520b上的接收组130，接收组130可以接收向反射镜1530b发射传播的光束505b的光源125b。光束505b具有与光束505a不同的颜色。反射镜1530b限定反射镜孔1535b。此外，反射镜1530b配置为将光束505b向第二表面1520b反射，并且还增加从反射镜1530b反射的光束505b的会聚。
聚光单元1505b与聚光单元1505a并排设置，使得支撑件1510b与支撑件1510a并排和/或平行或大致平行设置。在这种排布方式中，支撑件1510a的第二表面1520a面向支撑件1510b的第一表面1515b，并且反射镜1530a设置在支撑件1510a和支撑件1510b之间。
与聚光单元1505b类似，聚光单元1505c包括具有第一表面1515c、第二表面1520c和支撑孔1525c的支撑件1510c。聚光单元1505c还包括设置在第二表面1520c上的接收组130，接收组130可以接收向反射镜1530c发射传播的光束505c的光源125c。光束505c具有与光束505a和505b不同的颜色。反射镜1530c限定反射镜孔1535c。此外，反射镜1530c配置为将光束505c向第二表面1520c反射，并且还增加从反射镜1530c反射的光束505c的会聚。
聚光单元1505c与聚光单元1505b并排设置，使得支撑件1510c与支撑件1510b并排和/或平行或大致平行设置。在这种排布方式中，支撑件1510b的第二表面1520b面向支撑件1510c的第一表面1515c，并且反射镜1530b设置在支撑件1510b和支撑件1510a之间。
此外，装置1500还包括配置为反射从反射镜1530a传播的光束505a，并将这些光束505a反射到差异反射器(differential reflector)1545a上的反射器1540a。差异反射器(differential reflector)1545a又配置为向聚光区域反射光束505a。反射器1540a可以包括设置在第一表面反面、支撑件1510a的一侧，并处于第二表面1520a和反射镜1530a之间的环形反射器(annular reflector)(如图16所示)。差异反射器(differential reflector)1545a可设置在反射器1545a和反射镜1530a之间。此外，差异反射器(differentialreflector)1545a可包括配置为反射光束505a并透射光束505b和505c的二向色反射镜(dichroic reflector)。
在聚光单元1505a中，聚光区域包括积分棒(integrating rod)1550的端部1555，该积分棒(integrating rod)1550贯穿支撑孔1525a，使得端部1555设置在第二表面和反射镜1530a之间。特别地，端部1555设置在反射器1540a和差异反射器(differentialreflector)1545a之间。在一些实施方式中，聚集区域可以是在第一表面1515a反面、支撑件1510a一侧的另一区域和/或空间中的点。在其他的实施方式中，聚光区域可以包括在支撑孔1525a内或者在第二表面1520a反面、支撑件1510a的一侧上区域和/或空间中的点。
装置1500还包括具有与反射器1540a和差异反射器(differential reflector)1545a类似结构的反射器1540b和差异反射器(differential reflector)1545b。反射器1540b可以具有与反射器1540a的功能相似的功能。此外，反射器1540b和差异反射器(differential reflector)1545b相对于聚光单元1505b布置的位置与在反射器1540a和差异反射器(differential reflector)1545a相对于聚光单元1505a的位置相似。差异反射器(differential reflector)1545b可包括配置为反射光束505b并透射光束505c的二向色反射镜(a dichroic reflector)。
装置1500还包括反射器1540c和反射器1545c。反射器1540c可以具有与反射器1540a相似的结构和功能。反射器1545c可以具有与差异反射器(differential reflector)1545a的形状相似的形状。此外，反射器1540c和反射器1545c相对于聚光单元1505c定位在与反射器1540a和差异反射器1545a相对于聚光单元1505a的定位相似的位置。在一些实施方式中，反射器1545c可以包括二向色反射镜(dichroic reflector)，其配置为反射光束505c并透射与光束505c的颜色不同的光束。
装置1500还包括第一中继光学器件，其配置为从聚光单元1505b接收输出光束1580，并引导输出光束1580穿过支撑孔1525b和反射镜孔1535a射向差异反射器(differential reflector)1545a并射到聚光区域上，聚光区域即积分棒(integratingrod)1550的端部1555。在装置1500中，第一聚光光学器件包括接收并减少从聚光单元1505b输出光束的发散度的透镜1565；以及从透镜1565接收输出光束1580并使输出光束1580向差异反射器(differential reflector)1545a和聚光区域聚集的透镜1560，所述聚光区域即积分棒(integrating rod)1550的端部1555。
此外，装置1500还包括第二中继光学器件，其配置为从聚光单元1505c接收光束505c，并引导光束505c穿过支撑孔1525c和反射镜孔1535b射到差异反射器(differentialreflector)1545b上，并朝向第一中继光学器件的透镜1565。在装置1500中，第二中继光学器件包括接收并减少从聚光单元1505c输出光束505c的发散度的透镜1575；以及从透镜1575接收光束505c，并引导光束505c穿过差异反射器(differential reflector)1545b，朝向第一中继光学器件中的透镜1565的透镜1570。
第一中继光学器件转而接收以组合输出光束1580形式的光束505c(由聚光单元1505c聚集和组合)和光束505b(由聚光单元1505b聚集和组合)的组合，并且如上所述，将组合输出光束1580引导到积分棒1550的端部1555。聚光区域，即端部1555，接收一个组合输出光束1585，其是由聚光单元1505a聚集的光束505a和由聚光单元1505b和1505c聚集、并通过第一和第二中继光学器件的组合向端部1555射出的组合输出光束1580组合而成。
换句话说，第二中继光学器件引导光束505c穿过支撑孔1525c和反射镜孔1535b，并朝向差异反射器(differential reflector)1545b和第一中继光学器件。第一中继光学器件又引导光束505c和光束505b都穿过支撑孔1525b和反射镜孔1535a，并且朝向差异反射器(differential reflector)1545a和聚光区域，即端部1555。
虽然图中装置1500显示为包括反射器1540c和1545c，但是可以设想到，在一些实施方式中，装置1500可以不具有反射器1540c和1545c，并且光束505c可以从反射镜1530c直接反射到第二中继光学器件。
根据本说明书的实施例，提供了一种用于组合光的装置，该装置分别包括第一、第二和第三聚光单元1505a、1505b和1505c，反射器1540a和1540b，差异反射器(differentialreflector)1545a和1545b，以及第一和第二中继光学器件。第一聚光单元1505a包括具有第一表面1515a和在第一表面1515a反面的第二表面1520a的第一支撑件1510a。第一支撑件1510a限定贯穿第一表面1515a和第二表面1520a的第一支撑孔1525a。
第一聚光单元1505a还包括设置在第二表面1520a上的第一接收组130，第一接收组130配置为接收第一光源组125a，第一光源组125a配置为发射第一颜色的第一光束组505a。第一聚光单元1505a还包括靠近第二表面1520a并面向第二表面1520a设置的第一反射镜1530a。第一反射镜1530a配置为反射第一光束组505a并且增加第一光束组505a的会聚。第一反射镜1530a还限定第一反射镜孔1535a。
第二聚光单元1505b包括具有第一表面1515b和在第一表面1515b反面的第二表面1520b的第二支撑件1510b。第二支撑件1510b限定贯穿第一表面1515b和第二表面1520b的第二支撑孔1525b。第二支撑件1510b与第一支撑件1510a并排设置，使得第二表面1520a面向第一表面1515b，并且第一反射镜1530a设置在第一支撑件1510a和第二支撑件1510b之间。
第二聚光单元1505b还包括设置在第二表面1520b上的第二接收组130。第二接收组130配置为接收第二光源组125b，第二光源组125b配置为发射第二颜色的第二光束组505b。第二聚光单元1505b还包括靠近第二表面1520b并面向第二表面1520b设置的第二反射镜1530b。第二反射镜1530b配置为反射第二光束组505b并且增加第二光束组505b的对应会聚。第二反射镜1530b限定第二反射镜孔1535b。
第三聚光单元1505c包括具有第一表面1515c和在第一表面1515c反面的第二表面1520c的第三支撑件1510c。第三支撑件1510c限定贯穿第一表面1515c和第二表面1520c的第三支撑孔1525c。第三支撑件1510c与第二支撑件1510b并排设置，使得第二表面1520b面向第一表面1515c，并且第二反射镜1530b设置在第二支撑件1510b和第三支撑件1510c之间。
第三聚光单元1505c还包括设置在第二表面1520c上的第三接收组130，第三接收组130配置为接收第三光源组125c，第三光源组125c配置为发射第三颜色的第三光束组505c。第三聚光单元1505c还包括靠近第二表面1520c并面向第二表面1520c设置的第三反射镜1530c。第三反射镜1530c配置为反射第三光束组505c并且增加第三光束组505c的对应会聚。
该装置还包括第四反射器1540a，其配置为将从第一反射镜1530a传播的第一光束组505a反射到第一差异反射器(differential reflector)1545a上。第一差异反射器(differential reflector)1545a配置为向聚光区域反射第一光束组505a。
该装置还包括第五反射器1540b，其配置为将从第二反射镜1530b传播的第二光束组505b反射到第二差异反射器(differential reflector)1545b上。第二差异反射器(differential reflector)1545b配置为向第一中继光学器件反射第二光束组505b，该第一中继光学器件配置为引导第二光束组505b穿过第二支撑孔1525b，并穿过第一支撑孔1535a后，射向第一差异反射器(the first differential reflector)1545a和聚光区域。第一差异反射器1545a还配置为透射第二光束组505b。
该装置还包括第二中继光学器件，其配置为将从第三反射镜1530c传播的第三光束组505c穿过第三支撑孔1525c，并穿过第二反射镜孔1535b，射向第二差异反射器(differential reflector)1545b。第二差异反射器(differential reflector)1545b还配置为向第一中继光学器件透射第三光束组505c。此外，第一中继光学器件还配置为引导第三光束组505c穿过第二支撑孔1525b、第一反射镜孔1535a并射向第一差异反射器(differential reflector)1545a和聚光区域。第一差异反射器(differentialreflector)1545a进一步配置为透射第三光束组505c。
现大致参考中继光学器件，可以设想到，透镜1565和透镜1575相对于支撑件1510b和1510c的布置可以分别与图15所示的布置的不同。例如，透镜1565可以位于第一表面1515b反面、支撑件1510b的一侧(即靠近反射镜1530b)，可以完整地处于支撑孔1525b内，和/或可以位于与第二表面1520b反面、支撑件1510b的一侧(即更靠近反射镜1530a)。也可以设想到，透镜1575相对于支撑件1510c可以采用类似的布置。此外，在装置1500中，在第一和第二中继光学器件中的每一个包括两个透镜，可设想到在一些实施例中，第一和第二中继光学器件中的一个或多个可以包括任何数量和/或组合的光学元件，例如透镜、反射镜等适于将来自一个聚光单元的输出光引导到下一个聚光单元。
此外，在装置1500中，所有的三个聚光单元1505a、1505b和1505c显示为以沿着积分杆(integrating rod)1550的长度的光轴(图15中未示出)为中心，但可设想到，如果能够用合适的中继光学器件将由一个聚光单元聚集的光引导至相邻的聚光单元，所述相邻的聚光单元可以远离所述光轴设置。
参见反射镜1530c，在图15中，反射镜1530c显示为包括反射镜孔1535c，可以设想到，在一些实施方式中，由于在装置1500中没有光穿过该反射镜孔，反射镜1530c可以没有孔。此外，在装置1500中，三个聚光单元是相似的，但是在某些实施方式中，可以设想到，不同类型和/或数量的聚光单元可相互光学耦合。此外，在一些实施方式中可以设想到，可以使用聚光光学器件(例如类似于图4所示的聚光光学器件1405)代替和/或增加到积分棒(integrating rod)1550中。
在本文描述的所有装置中，可设想到，该装置无需包括在接收组的接收点中接收的光源。此外，可以设想到，本文描述的装置可以包括仅接收组中的一个或多个中的一些接收点填有光源，而其余接收点未被可使用的光源填充。本文所提及的光源可以包括但不仅限于激光二极管等。
此外，关于本文中涉及的反射和/或透射光束，可设想到在实践中，关于从反射器反射的反射光和通过诸如差异反射器的透射的光可能会损耗。因此，反射和透射可以包括部分反射和部分透射。
上述的实施方式仅用于示例，本领域的技术人员可以在不脱离所附权利要求限定的本发明的范围内对其进行变化和修改。

Claims (21)

1.一种用于组合光的装置，其特征在于，所述的装置包括：
支撑件，具有第一表面和在所述第一表面反面的第二表面，所述的支撑件限定一贯穿所述第一表面和所述第二表面的支撑孔；
设置在第一表面上的第一接收组，所述的第一接收组配置为接收第一光源组，所述第一光源组配置为发射第一光束组；
设置在第二表面上的第二接收组，所述的第二接收组配置为接收第二光源组，所述第二光源组配置为发射第二光束组；
第一反射镜，设置在所述第二表面反面、所述支撑件的一侧，所述的第一反射镜面向所述第一表面，所述的第一反射镜配置为向所述支撑孔反射所述第一光束组，并增加所述第一光束组的会聚，所述的第一反射镜限定一反射镜孔；
第二反射镜，设置在所述第一表面反面、所述支撑件的另一侧，所述的第二反射镜面向所述第二表面，所述的第二反射镜配置为向所述支撑孔反射所述第二光束组，并增加所述第二光束组的会聚；以及，
差异反射器，设置在所述支撑孔中，所述的差异反射器配置为沿远离所述第二反射镜的方向反射所述第一光束组，并且沿远离所述第二反射镜的对应方向透射所述第二光束组。
2.根据权利要求1所述的一种用于组合光的装置，其特征在于，所述的支撑件包括圆盘，并且所述的支撑孔设置在所述圆盘的中心处。
3.根据权利要求2所述的一种用于组合光的装置，其特征在于，还包括各自配置为接收对应光束组的多个附加第一接收组和各自配置为接收对应光束组的多个附加第二接收组，所述的第一接收组和多个附加第一接收组呈放射状排布在所述第一表面上，并且所述第二接收组和所述多个附加第二接收组呈放射状排布在所述第二表面上。
4.根据权利要求1所述的一种用于组合光的装置，其特征在于，其中所述的支撑件包括冷板。
5.根据权利要求1所述的一种用于组合光的装置，其特征在于，还包括由所述的第一接收组接收的第一光源组，以及由所述的第二接收组接收的第二光源组。
6.根据权利要求1所述的一种用于组合光的装置，其特征在于，其中的一个或多个：
所述的第一反射镜包括配置为增加所述第一光束组会聚的第一弯曲度；以及，所述的第二反射镜包括配置为增加所述第二光束组对应会聚的第二弯曲度。
7.根据权利要求6所述的一种用于组合光的装置，其特征在于，所述的第一反射镜和所述第二反射镜中的一个或多个包括抛物面反射镜。
8.根据权利要求1所述的一种用于组合光的装置，其特征在于，所述的第一反射镜和所述第二反射镜中的一个或多个包括阶梯式反射镜和多面反射镜。
9.根据权利要求1所述的一种用于组合光的装置，其特征在于，其中：
所述的第一光束组具有第一波长范围，并且所述的第二光束组具有与所述第一波长范围不同的第二波长范围；并且，
所述的差异反射器包括二向色反射镜，所述二向色反射镜配置为至少部分反射所述第一光束组并且至少部分透射所述第二光束组。
10.根据权利要求1所述的一种用于组合光的装置，其特征在于，其中所述的差异反射器包括反射区域和透射区域，所述反射区域配置为反射所述第一光束组，所述透射区域配置为透射所述第二光束组。
11.根据权利要求10所述的一种用于组合光的装置，其特征在于，其中，所述的反射区域和所述透射区域成形为同心环。
12.根据权利要求1所述的一种用于组合光的装置，其特征在于，还包括设置在所述第二表面反面以及所述支撑体一侧的扩散板，所述的扩散板配置为通过拦截和至少部分地透射从所述差异反射器中反射的所述第一光束组和从所述差异反射器透射的第二光束组来形成散射光。
13.根据权利要求12所述的一种用于组合光的装置，其特征在于，还包括设置在所述扩散板附近并设置在与所述支撑件相对的所述扩散板的对应侧的第一透镜，所述的第一透镜包括配置为接收所述散射光的至少一部分的第一透镜表面和在第一透镜表面反面的第二透镜表面，所述的第一透镜配置为减少部分散射光的发散度，并形成向所述反射镜孔传播的输出光。
14.根据权利要求1所述的一种用于组合光的装置，其特征在于，还包括具有设置在所述第一表面附近的端部的积分棒，所述的端部布置为接收从所述差异反射器反射的所述第一光束组，以及穿过所述差异反射器进行透射的第二光束组。
15.根据权利要求1所述的一种用于组合光的装置，其特征在于，
其中所述的第二反射镜包括分束器，所述分束器配置为向所述支撑孔反射所述第二光束组的第一部分，并且透射所述第二光束组的第二部分，并且，
还包括设置在所述支撑件反面的所述第二反射镜的对应侧的第三反射镜，所述的第三反射镜面向所述第二反射镜，所述的第三反射镜配置为向所述的支撑孔反射所述第二部分，并增加所述第二部分的对应会聚。
16.根据权利要求1所述的一种用于组合光的装置，其特征在于，还包括：
分束器，所述分束器布置成拦截从所述第二反射镜向所述支撑孔传播的所述第二光束组，所述的分束器配置为反射所述第二光束组的第一部分，并透射所述第二光束组的第二部分；以及，
设置在所述支撑件反面的所述分束器的对应侧的第四反射镜，所述的第四反射镜面向所述第二表面，所述的第四反射镜配置为向所述的支撑孔反射所述第一部分。
17.根据权利要求1所述的一种用于组合光的装置，其特征在于，其中的一个或多个：
所述的第一接收组设置在相对于所述第一表面倾斜的平面；以及，
所述的第二接收组设置在相对于所述第二表面倾斜的对应平面。
18.一种用于组合光的装置，其特征在于，所述的装置包括：
第一聚光单元，包括：
第一支撑件，具有第一表面和在所述第一表面反面的第二表面，所述的第一支撑件限定一贯穿所述第一表面和所述第二表面的第一支撑孔；
设置在所述第二表面上的第一接收组，所述的第一接收组配置为接收第一光源组，所述第一光源组配置为发射带有第一颜色的第一光束组；以及，
设置在所述第二表面附近并面向所述第二表面的第一反射镜，所述的第一反射镜配置为反射所述第一光束组并增加所述第一光束组的会聚，所述的第一反射镜限定一反射镜孔；
第二聚光单元，包括：
第二支撑件，具有第三表面和在所述第三表面反面的第四表面，所述的第二支撑件限定一贯穿所述第三表面和所述第四表面的第二支撑孔；所述的第二支撑件与所述第一支撑件并排设置，以使所述第二表面面向所述第三表面并且所述的第一反射镜设置在所述第一支撑件和第二支撑件之间；
设置在所述第四表面上的第二接收组，所述的第二接收组配置为接收第二光源组，所述第二光源组配置为发射带有第二颜色的第二光束组；以及，
设置在所述第四表面附近并面向所述第四表面的第二反射镜，所述的第二反射镜配置为反射所述第二光束组并增加所述第二光束组的对应会聚，所述的第二反射镜限定一反射镜孔；以及，
第三聚光单元，包括：
第三支撑件，具有第五表面和在所述第五表面反面的第六表面，所述的第三支撑件限定一贯穿所述第五表面和所述第六表面的第三支撑孔；所述的第三支撑件与所述第二支撑件并排设置，以使所述第四表面面向所述第五表面并且所述的第二反射镜设置在所述第二支撑件和所述第三支撑件之间；
设置在所述第六表面上的第三接收组，所述的第三接收组配置为接收第三光源组，所述第三光源组配置为发射带有第三颜色的第三光束组；以及，
设置在所述第六表面附近并面向所述第六表面的第三反射镜，所述的第三反射镜配置为反射所述第三光束组并增加所述第三光束组的对应会聚；以及，
第四反射镜，配置为反射从所述第一反射镜向所述第一差异反射器传播的所述第一光束组，所述的第一差异反射器配置为向聚光区域反射所述第一光束组；
第五反射镜，配置为反射从所述第二反射镜向第二差异反射器传播的所述第二光束组，所述的第二差异反射器配置为向第一中继光学器件反射第二光束组，所述的第一中继光学器件配置为引导所述第二光束组穿过所述第二支撑孔和所述第一反射镜孔射向所述第一差异反射器和所述聚光区域；所述的第一差异反射器还配置为透射所述第二光束组；以及，第二中继光学器件，配置为引导所述第三光束组从所述第三反射镜穿过所述第三支撑孔和所述第二反射镜孔射向所述第二差异反射器，所述的第二差异反射器还配置为向所述第一中继光学器件透射所述第三光束组；所述的第一中继光学器件还配置为引导所述第三光束组穿过所述第二支撑孔和所述第一反射镜孔射向所述第一差异反射器和所述聚光区域，所述的第一差异反射器还配置为透射所述第三光束组。
19.根据权利要求18所述的一种用于组合光的装置，其特征在于，还包括第六反射镜和第七反射镜，所述的第六反射镜布置成拦截从所述第三反射镜向所述第二中继光学器件传播的所述第三光束组，所述的第六反射镜配置为反射从所述第三反射镜向第七反射镜传播的所述第三光束组，所述的第七反射镜配置为反射从所述第六反射镜向第二中继光学器件传播的所述第三光束组。
20.根据权利要求18所述的一种用于组合光的装置，其特征在于，其中：
所述的第一差异反射器包括配置为至少部分反射所述第一颜色并且至少部分透射所述第二颜色和第三颜色的第一二向色反射镜；并且，
所述的第二差异反射器包括配置为至少部分反射所述第二颜色并且至少部分透射所述第三颜色的第二二向色反射镜。
21.根据权利要求18所述的一种用于组合光的装置，其特征在于，其中所述的聚光区域包括贯穿所述第一支撑孔的积分棒的一末端，所述的末端设置在所述第二表面和所述第一反射镜之间。
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