CN110806621B - 光源组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光源组件。所述光源组件包括:激光光源;平行光透镜,用于将来自所述激光光源的激光束转换成准直激光束;缩小光学系统,用于缩小所述准直激光束;光纤;以及聚光透镜,用于汇聚所述缩小光学系统缩小后的激光束并将该激光束与所述光纤耦合,其中,将各个所述平行光透镜的阿贝数设置为将来自所述光纤的输出波动抑制到预定值以下的设定值,所述设定值基于以下来确定:由所述平行光透镜中的相应平行光透镜的焦距、所述缩小光学系统的缩小率和所述聚光透镜的焦距定义的横向放大率;以及所述激光光源所生成的激光束的波长偏移中的相应波长偏移。

Description

光源组件
技术领域
本申请涉及输出从激光束多路复用的激光束的光源组件。
背景技术
直接二极管激光器是输出从自二极管激光器(半导体激光器)发射的激光束多路复用的激光束的高功率激光器。来自二极管激光器的激光束通过透镜被多路复用,并且经由单个光纤被输出(参见JP 2005-114977 A)。传统上,直接二极管激光器利用生成波长在红外区域内(即,0.8μm以上)的激光束的二极管激光器。然而,随着可见区域中的二极管激光器(尤其是蓝色二极管激光器)的发展的进展,可见光区域中的直接二极管激光器也得到了发展。
图10示出传统的直接二极管激光器的结构。如图10所示,例如,直接二极管激光器包括三个二极管激光器1a、1b和1c。来自二极管激光器1a、1b和1c的激光束由准直透镜2a、2b和2c转换成准直光束,穿过缩小光学系统3,并且由聚光透镜4汇聚并多路复用到光纤5中。
在电流流入二极管激光器时,二极管激光器的温度升高。如图11所示,随着温度的升高,激光束的中心波长偏移到长波长侧。如图12所示,透镜的折射率根据穿过透镜的光的波长而改变,并且折射率的变化引起色像差。在二极管激光器1所生成的激光束的波长偏移到长波长侧时,如图13所示,准直透镜2的色像差导致激光束的焦点FP移位到聚光透镜4的后方。由于该色像差,激光束与光纤之间的光纤耦合效率改变,结果来自光纤的激光束的输出功率也改变。
在直接二极管激光器中使用红外激光器作为激光光源的情况下,可以忽略上述问题。这是因为,与使用可见光区域或UV区域中的激光束的情况相比,红外区域(即,波长为0.8μm以上)中的折射率的变化相对较小(参考图12),因而光纤耦合效率的变化也相对较小。
发明内容
在使用生成来自可见光区域或紫外(UV)区域的范围(即,0.3μm~0.55μm)内的激光的二极管激光器的情况下,透镜的折射率的变化变得相对较大。换句话说,透镜在可见光和UV区域中的色散大于在红外区域的色散。因此,在可见光和UV区域,由于色像差而产生的影响在传统透镜中不可忽略。
图14示出如下的计算的示例,该计算示出从光纤发射的激光束相对于二极管激光器所生成的激光束的波长偏移的输出波动(输出功率波动)。如图14所示,波长越长,输出的变化越大。这里,vd是准直透镜的阿贝数(Abbe’s number)。通常,阿贝数vd为50以上的透镜被认为是低色散透镜,并且阿贝数vd为50以下的透镜被认为是高色散透镜。如图14所示,在透镜的阿贝数vd越小(即,透镜中波长的色散越大)时,输出功率的变化变得越大。这里,例如,通过以下公式来表示阿贝数vd:
vd=(Nd-1)/(NF-NC),
其中:Nd表示0.5875618μm处透镜的折射率,NF表示0.4861327μm处透镜的折射率,并且NC表示0.6562725μm处透镜的折射率。
本申请旨在提供可以减少直接二极管激光器的输出波动的光源组件。
本公开的方面是一种光源组件,包括:激光光源,其被配置为发射激光束;平行光透镜,其被配置为将来自所述激光光源的激光束转换成准直激光束;缩小光学系统,其包括凸透镜和凹透镜,并且被配置为缩小所述准直激光束;光纤;以及聚光透镜,其被配置为汇聚所述缩小光学系统缩小后的激光束并将该激光束与所述光纤耦合,其中,将各个所述平行光透镜的阿贝数设置为将来自所述光纤的输出波动抑制到预定值以下的设定值,所述设定值基于以下来确定:由所述平行光透镜中的相应平行光透镜的焦距、所述缩小光学系统的缩小率和所述聚光透镜的焦距定义的横向放大率;以及所述激光光源所生成的激光束的波长偏移中的相应波长偏移。
所述激光光源可以包括波长为0.3μm~0.55μm的二极管激光器。
所述平行光透镜可以包括准直透镜。
本公开的方面是一种光源组件,包括:激光光源,其被配置为发射激光束;平行光透镜,其被配置为将来自所述激光光源的激光束转换成准直激光束;光纤;以及聚光透镜,其被配置为汇聚所述准直激光束并将所述准直激光束与所述光纤耦合,其中,将各个所述平行光透镜的阿贝数设置为将来自所述光纤的输出波动抑制到预定值以下的设定值,所述设定值基于以下来确定:由所述平行光透镜中的相应平行光透镜的焦距和所述聚光透镜的焦距定义的横向放大率;以及所述激光光源中的相应激光光源的波长偏移,以及所述平行光透镜包括准直透镜。
各个所述准直透镜可以包括:FAC透镜,其被配置为在包括快轴方向的平面中将来自所述激光光源中的相应激光光源的激光束转换成准直激光束,以及SAC透镜,其被配置为在包括慢轴方向的平面中将来自所述激光光源中的相应激光光源的激光束转换成准直激光束。
本公开的方面是一种光源组件,包括:激光光源,其被配置为发射激光束;平行光透镜,其被配置为将来自所述激光光源的激光束转换成准直激光束;光纤;以及聚光透镜,其被配置为汇聚所述准直激光束并将所述准直激光束与所述光纤耦合,其中,将各个所述平行光透镜的阿贝数设置为将来自所述光纤的输出波动抑制到预定值以下的设定值,所述设定值基于以下来确定:由所述平行光透镜中的相应平行光透镜的焦距和所述聚光透镜的焦距定义的横向放大率;以及所述激光光源中的相应激光光源的波长偏移,以及各个所述平行光透镜包括:FAC透镜,其被配置为在包括快轴方向的平面中将来自所述激光光源中的相应激光光源的激光束转换成准直激光束,以及SAC透镜,其被配置为在包括慢轴方向的平面中将来自所述激光光源中的相应激光光源的激光束转换成准直激光束。
可以将所述平行光透镜的阿贝数设置为以下的值:
(1)在Δλ>1.5×10-3μm时,vd>138.55×(α/d)-5.6354,
(2)在1.0nm<Δλ≤1.5×10-3μm时,vd>96.44×(α/d)-3.3878,
(3)在0.75nm<Δλ≤1.0×10-3μm时,vd>76.22×(α/d)-4.007,
(4)在0<Δλ≤0.5×10-3μm时,vd>66.19×(α/d)-11.823,
其中,vd表示所述阿贝数,α表示所述横向放大率,d表示所述光纤的纤芯的直径,并且Δλ表示所述激光光源中的相应激光光源的波长偏移。
本公开的方面是一种光源组件,包括:作为光源组件单元的上述的光源组件;第二平行光透镜,其被配置为将来自所述激光光源的激光束转换成第二准直激光束;第二光纤;以及第二聚光透镜,其被配置为汇聚所述第二准直激光束并将所述第二准直激光束与所述第二光纤耦合。
可以将各个所述第二平行光透镜的阿贝数设置为将来自所述第二光纤的输出波动抑制到预定值以下的第二设定值,所述第二设定值基于以下来确定:由所述第二平行光透镜中的相应平行光透镜的焦距和所述第二聚光透镜的焦距定义的横向放大率;以及所述光源组件单元中的相应光源组件单元的波长偏移。
根据本发明,可以提供能够减少直接二极管激光器的输出波动的光源组件。
附图说明
图1A示出来自二极管激光器的激光束在包括快轴方向的平面中的色散。
图1B示出来自二极管激光器的激光束在包括慢轴方向的平面中的色散。
图2A示出根据本公开的第一实施例的光源组件、以及在该光源组件中使用FAC透镜时在包括快轴方向的平面中激光束与光纤的光耦合。
图2B示出根据第一实施例的光源组件、以及在该光源组件中使用SAC透镜时在包括慢轴方向的平面中激光束与光纤的光耦合。
图3A示出根据第一实施例的第一变形例的光源组件、以及在该光源组件中使用单个准直透镜时在包括快轴方向的平面中激光束与光纤的光耦合。
图3B示出根据第一实施例的第一变形例的光源组件、以及在该光源组件中使用单个准直透镜时在包括慢轴方向的平面中激光束与光纤的光耦合。
图4示出根据第一实施例的第二变形例的光源组件、以及在包括快轴方向的平面中激光束与光纤的光耦合,其中这些激光束是从沿快轴方向布置的二极管激光器发射的。
图5示出表示横向放大率和准直透镜的阿贝数之间的关系的曲线图,其中在光纤的纤芯的直径为100μm并且二极管激光器的发射尺寸为0.9μm时,输出波动达到5%。
图6示出输出波动达到5%的区域以及图5的曲线图。
图7示出表示横向放大率和准直透镜的阿贝数之间的关系的曲线图,其中在光纤的纤芯的直径为100μm并且二极管激光器的发射尺寸为0.9μm时,输出波动达到5%。
图8示出表示由光纤的纤芯的直径归一化后的横向放大率和准直透镜的阿贝数之间的关系的曲线图,其中输出波动达到5%。
图9示出根据本公开的第二实施例的光源组件的结构。
图10示出传统的直接二极管激光器的结构。
图11示出激光束的中心波长相对于二极管激光器的温度的偏移。
图12示出玻璃的折射率相对于光的波长的变化的示例。
图13示出由于二极管激光器所生成的光的波长从短波侧偏移到长波侧而引起的焦点的位移。
图14示出由于二极管激光器所生成的光的波长的偏移而引起的输出波动的计算示例。
具体实施方式
(第一实施例)
图1A和1B示出来自二极管激光器1的激光束在两个方向上的色散。图1A示出激光束在快轴方向上的色散。可选地,图1B示出激光束在慢轴方向上的色散。如这些图所示,沿着快轴方向的色散角θf比沿着慢轴方向的色散角θs宽。
图2A和2B示出根据本公开的第一实施例的光源组件10A的结构。图2A和2B示出从二极管激光器1发射的激光束和光纤5之间的、由作为平行光透镜的FAC(即,快轴准直器)透镜21和SAC(即,慢轴准直器)透镜22引起的光耦合。光源组件10A包括二极管激光器1、FAC透镜21、SAC透镜22、凸透镜3a、凹透镜3b、聚光透镜4和光纤5。例如,缩小光学系统3包括凸透镜3a和凹透镜3b。
图2A示出在包括快轴方向的平面中将来自二极管激光器1的具有尺寸(发射尺寸)wf的激光束与光纤5耦合的光学系统。在包括快轴方向的平面中,FAC透镜21将从二极管激光器1发射的激光束转换成沿着FAC透镜21的光轴的准直光束。缩小光学系统3缩小来自FAC透镜21的激光束的尺寸。聚光透镜4汇聚(聚焦)来自缩小光学系统3的激光束,使得该激光束具有光束尺寸Wf,并将该激光束与光纤5耦合。
图2B示出在包括慢轴方向的平面中将来自二极管激光器1的具有尺寸(发射尺寸)ws的激光束与光纤5耦合的光学系统。在包括慢轴方向的平面中,SAC透镜22将从二极管激光器1发射的激光束转换成沿着SAC透镜22的光轴的准直光束。缩小光学系统3缩小来自SAC透镜22的激光束的尺寸。聚光透镜4汇聚来自缩小光学系统3的激光束,使得该激光束具有光束尺寸Ws,并将该激光束与光纤5耦合。
如上所述,在包括快轴方向的平面中从二极管激光器1发射的激光束由FAC透镜21转换成沿着同一平面中的光轴的激光束。同样,在包括慢轴方向的平面中从二极管激光器1发射的激光束由与FAC透镜21分开设置的SAC透镜22转换成沿着同一平面中的光轴的激光束。
如图3A和3B所示,在上述两个平面中来自二极管激光器1的激光束可以由准直透镜25转换成沿着光轴的准直光束。准直透镜25是作为平行光透镜的单个光学组件,并且由准直透镜25转换得到的准直光束可以与光纤5耦合。
直接二极管激光器是高功率激光器,其通常是通过耦合沿快轴方向和慢轴方向中的至少一个方向布置的二极管激光器所生成的激光束来实现的。图4示出直接二极管激光器的示例,在该直接二极管激光器中,作为激光光源的三个二极管激光器1a、1b和1c沿快轴方向布置,并且三个FAC透镜21或三个准直透镜25将激光束与光纤5耦合。应当注意,二极管激光器的数量不限于三个,并且可以是两个、四个或更多个。
例如,二极管激光器1a、1b和1c各自输出波长为0.3μm~0.55μm的激光束。FAC透镜21或准直透镜25各自被布置到二极管激光器1a、1b和1c中的相应二极管激光器。各FAC透镜21或准直透镜25将从二极管激光器1a、1b和1c中的相应二极管激光器发射的激光束转换成沿着光轴的准直光束。聚光透镜4通过凹透镜3b汇聚缩小后的激光束,并将这些激光束与光纤5耦合。
图3A示出在来自二极管激光器1的激光束的波长偏移到长波长侧时、即在波长增加时的焦点的位移。在图3A中,实线表示具有短波长的激光束,并且虚线表示具有比如实线所示的激光束的波长长的长波长的激光束。在激光束的波长增加时,激光束的焦点远离聚光透镜4而移位了位移Δl。通常,通过以下的公式(1)来表示位移Δl:
Δl∝α2…(1),
其中:α表示横向放大率(横放大率)。也就是说,位移Δl与横向放大率α的平方成比例。通过以下的公式(2)来表示如图3A所示的光学系统中的横向放大率α:
α=F1/F2×F3/Ff×A…(2),
其中:F1表示凸透镜3a的焦距,F2表示凹透镜3b的焦距,F3表示聚光透镜4的焦距,Ff表示准直透镜25或FAC透镜21的焦距,并且(F1/F2)是缩小光学系统3的缩小率。
公式(2)中的系数“A”表示由于像差引起的焦点处的光束发散度。系数“A”为1的光学系统表示无散光光学系统。如从公式(1)应理解,在横向放大率α越大时,焦点的位置变化越大。
在来自二极管激光器1的激光束的波长改变时,准直透镜25的折射率也改变。在这种情况下,通过以下的公式来表示聚光透镜4的焦点Ff的位移δFf:
δFf=Ff/vd…(3),
其中:vd表示准直透镜25的阿贝数。如从公式(3)应理解,在阿贝数越大时,位移δFf越小。此外,在位移δFf越小时,根据公式(1)和(2),位移Δl越小。因此,需要使用阿贝数vd相对较大的准直透镜25,以便减少由于色像差引起的位移Δl。
在位移Δ1改变时,光纤耦合效率改变,由此来自光纤的输出功率改变。由于该原因,需要增大准直透镜25的阿贝数vd,以减少这样的输出波动。
在本公开中,在光纤5的纤芯的直径d为100μm、并且激光束在快轴方向上的发射尺寸wf为0.9μm的情况下,已经相对于横向放大率α计算了降低输出功率的阿贝数。图5是示出横向放大率α和阿贝数之间的关系的曲线图,其中在来自二极管激光器的激光束的波长0.448μm偏移了+1.00nm时,输出波动达到5%。
例如,在图5中,在横向放大率α为64.8时,阿贝数vd为62.1。在这种情况下,在假定输出功率为100W并且假定波长从0.448μm偏移到0.449μm时,输出功率从100W下降到95W,换句话说输出功率波动了5%。为了将输出功率的波动(降低)抑制到5%以下,可以使用具有图6的点阴影区域R中的阿贝数vd的准直透镜25。也就是说,可以使用具有满足以下公式的阿贝数vd的准直透镜25:
vd>0.9644×α-3.3878。
应当注意,准直透镜25可以是FAC透镜21或球面透镜。
图7是示出横向放大率α和阿贝数之间的关系的曲线图,其中在来自二极管激光器的激光束的波长0.448μm偏移了+0.5nm、+0.75nm和+1.5nm时以及在波长偏移Δλ=+1.00nm的情况下,输出波动达到5%。
如图7所示,在波长偏移Δλ越大时,梯度(vd/α)越大。因此,需要使用阿贝数vd足够大的透镜以减少来自光纤的输出波动。
在将发射蓝色激光(即,0.448μm)的直接二极管激光用于激光加工时,需要来自光纤5的输出功率的波动为5%以下。因此,为了将输出波动抑制到5%以下,必须根据图6的曲线图来相对于波长偏移Δλ和横向放大率α确定阿贝数vd。
如下所述,可以基于图7的曲线图来确定准直透镜25的阿贝数vd相对于波长偏移Δλ的可用范围。
(1)在Δλ>1.5×10-3μm时,vd>1.3855×α-5.6354
(2)在1.0nm<Δλ≦1.5×10-3μm时,vd>0.9644×α-3.3878
(3)在0.75nm<Δλ≦1.0×10-3μm时,vd>0.7622×α-4.007
(4)在0<Δλ≦0.5×10-3μm时,vd>0.6619×α-11.823
图7是示出在直径d设置为100μm并且二极管激光器在快轴方向上的发射尺寸wf设置为0.9μm时的计算的结果的曲线图。通常,光纤的纤芯的直径d由二极管激光器的发射尺寸和所使用的二极管激光器的数量确定。
图8是示出根据图7中的值由光纤的纤芯的直径d归一化后的值的曲线图。由图8可知,可以如下所述确定在α×ws<d并且α×wf<d时的准直透镜25的阿贝数vd的可用范围。这里,可用范围是满足输出波动为5%以下的范围。
(1)在Δλ>1.5×10-3μm时,vd>138.55×(α/d)-5.6354
(2)在1.0nm<Δλ≤1.5×10-3μm时,vd>96.44×(α/d)-3.3878
(3)在0.75nm<Δλ≤1.0×10-3μm时,vd>76.22×(α/d)-4.007
(4)在0<Δλ≤0.5×10-3μm时,vd>66.19×(α/d)-11.823
根据第一实施例,将准直透镜25的阿贝数vd设置为将来自光纤5的输出波动抑制到预定值(5%)以下的设定值。该设定值是基于以下所确定的:由准直透镜25的焦距、缩小光学系统3的缩小率和聚光透镜4的焦距定义的横向放大率α;以及二极管激光器1a、1b和1c所生成的激光束的波长偏移Δλ。通过如上所述设置阿贝数vd,可以减少光源组件的输出波动。
在本实施例中,如上所述,准直透镜25可更换为FAC透镜21或SAC透镜22。因此,在如上所述的横向放大率α的定义中,准直透镜25可更换为FAC透镜21或SAC透镜22。在这些情况下,也可以减少光源组件的输出波动。
另外,通过如上所述设置准直透镜25的阿贝数vd,可以将来自光纤5的输出波动减少到5%以下。
在如图2A~4所示的实施例中,可以省略缩小光学系统3。例如,在如图3A、3B和4所示的实施例中省略缩小光学系统3并且设置准直透镜25的情况下,基于以下来设置准直透镜25的阿贝数,以将来自光纤5的输出波动抑制为预定值:由准直透镜25的焦距和聚光透镜4的焦距定义的横向放大率α;以及二极管激光器1所生成的激光束的波长偏移Δλ。
如上所述,即使在无缩小光学系统3的实施例中,通过如上所述设置准直透镜25的Abbe数vd,也可以将来自光纤5的输出波动减少到5%以下。
此外,在如图3A、3B和4所示的实施例中省略缩小光学系统3并且设置FAC透镜21和SAC透镜22的情况下,将FAC透镜21的阿贝数设置为将来自光纤5的输出波动抑制到预定值的设定值。该设定值是基于以下所确定的:由FAC透镜21的焦距和聚光透镜4的焦距定义的横向放大率α;以及二极管激光器1所生成的激光束的波长偏移Δλ。另外,将SAC透镜22的阿贝数设置为将来自光纤5的输出波动抑制到预定值的设定值。该设定值是基于以下所确定的:由SAC透镜22的焦距和聚光透镜4的焦距定义的横向放大率α;以及二极管激光器1所生成的激光束的波长偏移Δλ。
如上所述,即使在无缩小光学系统3的实施例中,通过如上所述设置FAC透镜21和SAC透镜22的阿贝数vd,也可以将来自光纤5的输出波动减少到5%以下。
(第二实施例)
图9示出根据本公开的第二实施例的光源组件10B的结构。如图9所示,光源组件10B包括根据第一实施例的光源组件10A作为光源单元A、B和C。这里,光源单元的数量不限于三个,并且可以是两个、四个或更多个。
光源组件10B包括作为第二平行光透镜的准直透镜26a、26b和26c、以及聚光透镜(第二聚光透镜)31。准直透镜26a、26b和26c各自设置在聚光透镜31和光源单元A、B和C各自之间。光源组件10B可以包括缩小来自光学组件单元的激光束之间的间隙的光学元件。该光学元件可以包括如图9所示的反射镜27a、27b、27c和27d,否则例如可以是如在第一实施例中使用的缩小光学系统3。
准直透镜26a将从光源单元A发射的激光束转换成准直光束。准直透镜26b将从光源单元B发射的激光束转换成准直光束。准直透镜26c将从光源单元C发射的激光束转换成准直光束。聚光透镜31汇聚(聚焦)来自准直透镜26a、26b和26c的准直光束,并将这些准直光束与光纤(第二光纤)50耦合。
将准直透镜26a的阿贝数vd设置为基于以下所确定的设定值:由准直透镜26a的焦距和聚光透镜31的焦距定义的横向放大率α;以及光源单元A中的二极管激光器1a(参见图4)所生成的激光束的波长偏移Δλ。以相同方式设置准直透镜26b和26c的阿贝数vd。
根据第二实施例,将来自光源单元A、B和C的激光束汇聚并与光纤50耦合。因此,可以进一步提高激光束的输出功率。
另外,以与第一实施例中所述相同的方式将光源单元A、B和C中的FAC透镜21a、21b和21c、以及准直透镜26a、26b和26c的阿贝数设置为设定值。因此,可以将来自光纤5的输出波动减少到5%以下。
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年8月6日提交的日本专利申请2018-147408的优先权,其全部内容通过引用而被包含于此。

Claims (12)

1.一种光源组件,包括:
激光光源,其被配置为发射激光束;
平行光透镜,其被配置为将来自所述激光光源的激光束转换成准直激光束;
缩小光学系统,其包括凸透镜和凹透镜,并且被配置为缩小所述准直激光束;
光纤;以及
聚光透镜,其被配置为汇聚所述缩小光学系统缩小后的激光束并将该激光束与所述光纤耦合,
其中,将各个所述平行光透镜的阿贝数设置为将来自所述光纤的输出波动抑制到预定值以下的设定值,所述设定值基于以下来确定:由所述平行光透镜中的相应平行光透镜的焦距、所述缩小光学系统的缩小率和所述聚光透镜的焦距定义的横向放大率;以及所述激光光源所生成的激光束的波长偏移中的相应波长偏移。
2.根据权利要求1所述的光源组件,其中,
所述激光光源包括波长为0.3μm~0.55μm的二极管激光器。
3.根据权利要求1或2所述的光源组件,其中,
所述平行光透镜包括准直透镜。
4.根据权利要求1或2所述的光源组件,其中,将所述平行光透镜的阿贝数设置为以下的值:
(1)在Δλ>1.5×10-3μm时,vd>138.55×(α/d)-5.6354,
(2)在1.0nm<Δλ≤1.5×10-3μm时,vd>96.44×(α/d)-3.3878,
(3)在0.75nm<Δλ≤1.0×10-3μm时,vd>76.22×(α/d)-4.007,
(4)在0<Δλ≤0.5×10-3μm时,vd>66.19×(α/d)-11.823,
其中,vd表示所述阿贝数,α表示所述横向放大率,d表示所述光纤的纤芯的直径,并且Δλ表示所述激光光源中的相应激光光源的波长偏移。
5.根据权利要求3所述的光源组件,其中,将所述平行光透镜的阿贝数设置为以下的值:
(1)在Δλ>1.5×10-3μm时,vd>138.55×(α/d)-5.6354,
(2)在1.0nm<Δλ≤1.5×10-3μm时,vd>96.44×(α/d)-3.3878,
(3)在0.75nm<Δλ≤1.0×10-3μm时,vd>76.22×(α/d)-4.007,
(4)在0<Δλ≤0.5×10-3μm时,vd>66.19×(α/d)-11.823,
其中,vd表示所述阿贝数,α表示所述横向放大率,d表示所述光纤的纤芯的直径,并且Δλ表示所述激光光源中的相应激光光源的波长偏移。
6.一种光源组件,包括:
激光光源,其被配置为发射激光束;
平行光透镜,其被配置为将来自所述激光光源的激光束转换成准直激光束;
光纤;以及
聚光透镜,其被配置为汇聚所述准直激光束并将所述准直激光束与所述光纤耦合,
其中,将各个所述平行光透镜的阿贝数设置为将来自所述光纤的输出波动抑制到预定值以下的设定值,所述设定值基于以下来确定:由所述平行光透镜中的相应平行光透镜的焦距和所述聚光透镜的焦距定义的横向放大率;以及所述激光光源中的相应激光光源的波长偏移,以及
所述平行光透镜包括准直透镜。
7.根据权利要求6所述的光源组件,其中,
各个所述准直透镜包括:
FAC透镜,其被配置为在包括快轴方向的平面中将来自所述激光光源中的相应激光光源的激光束转换成准直激光束,以及
SAC透镜,其被配置为在包括慢轴方向的平面中将来自所述激光光源中的相应激光光源的激光束转换成准直激光束。
8.根据权利要求6或7所述的光源组件,其中,将所述平行光透镜的阿贝数设置为以下的值:
(1)在Δλ>1.5×10-3μm时,vd>138.55×(α/d)-5.6354,
(2)在1.0nm<Δλ≤1.5×10-3μm时,vd>96.44×(α/d)-3.3878,
(3)在0.75nm<Δλ≤1.0×10-3μm时,vd>76.22×(α/d)-4.007,
(4)在0<Δλ≤0.5×10-3μm时,vd>66.19×(α/d)-11.823,
其中,vd表示所述阿贝数,α表示所述横向放大率,d表示所述光纤的纤芯的直径,并且Δλ表示所述激光光源中的相应激光光源的波长偏移。
9.一种光源组件,包括:
激光光源,其被配置为发射激光束;
平行光透镜,其被配置为将来自所述激光光源的激光束转换成准直激光束;
光纤;以及
聚光透镜,其被配置为汇聚所述准直激光束并将所述准直激光束与所述光纤耦合,
其中,将各个所述平行光透镜的阿贝数设置为将来自所述光纤的输出波动抑制到预定值以下的设定值,所述设定值基于以下来确定:由所述平行光透镜中的相应平行光透镜的焦距和所述聚光透镜的焦距定义的横向放大率;以及所述激光光源中的相应激光光源的波长偏移,以及
各个所述平行光透镜包括:
FAC透镜,其被配置为在包括快轴方向的平面中将来自所述激光光源中的相应激光光源的激光束转换成准直激光束,以及
SAC透镜,其被配置为在包括慢轴方向的平面中将来自所述激光光源中的相应激光光源的激光束转换成准直激光束。
10.根据权利要求9所述的光源组件,其中,将所述平行光透镜的阿贝数设置为以下的值:
(1)在Δλ>1.5×10-3μm时,vd>138.55×(α/d)-5.6354,
(2)在1.0nm<Δλ≤1.5×10-3μm时,vd>96.44×(α/d)-3.3878,
(3)在0.75nm<Δλ≤1.0×10-3μm时,vd>76.22×(α/d)-4.007,
(4)在0<Δλ≤0.5×10-3μm时,vd>66.19×(α/d)-11.823,
其中,vd表示所述阿贝数,α表示所述横向放大率,d表示所述光纤的纤芯的直径,并且Δλ表示所述激光光源中的相应激光光源的波长偏移。
11.一种光源组件,包括:
作为光源组件单元的根据权利要求1至10中任一项所述的光源组件;
第二平行光透镜,其被配置为将来自所述激光光源的激光束转换成第二准直激光束;
第二光纤;以及
第二聚光透镜,其被配置为汇聚所述第二准直激光束并将所述第二准直激光束与所述第二光纤耦合。
12.根据权利要求11所述的光源组件,其中,
将各个所述第二平行光透镜的阿贝数设置为将来自所述第二光纤的输出波动抑制到预定值以下的第二设定值,所述第二设定值基于以下来确定:由所述第二平行光透镜中的相应平行光透镜的焦距和所述第二聚光透镜的焦距定义的横向放大率;以及所述光源组件单元中的相应光源组件单元的波长偏移。
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