CN111699423A

CN111699423A - 包括耦合到毛细管/外壳纤维中的以圆柱形布置的平面二极管环的纤维光子引擎

Info

Publication number: CN111699423A
Application number: CN201880088837.2A
Authority: CN
Inventors: I·马希德; C-H·王; P-C·李
Original assignee: Nanjing Radium Photoelectric Co Ltd
Current assignee: Nanjing Guangfang Technology Co ltd
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2020-09-22
Also published as: WO2019130065A2; US20200379194A1; WO2019130062A3; CN111699425B; WO2019130062A2; US20200341217A1; CN111684330B; US11385420B2; US10892604B2; WO2019130060A2; US20200343684A1; US11112569B2; WO2019130060A3; CN111699425A; CN111684330A; WO2019130065A3

Abstract

一种光子源可以具有衬底、安置在所述衬底上方的聚焦透镜和安置在所述衬底上的多个光源。每个光源可以具有安置在所述衬底上的反射镜，所述反射镜被配置成反射安置在所述衬底上的光发射器发射的经准直光束。所述多个反射镜可以以限定第一直径的第一环状配置布置。所述多个光发射器可以以限定第二直径的第二环状配置布置，所述第二直径大于所述第一直径。在一些方面中，每个光源可以包含第二光发射器和光组合器，所述第二光发射器发射第二光束，所述光组合器被配置成组合第一所发射光束和第二所发射光束以形成所述经准直光束。在另一方面中，所述光子源可以由多个衬底的竖直阵列构成。

Description

包括耦合到毛细管/外壳纤维中的以圆柱形布置的平面二极管环的纤维光子引擎

相关申请的交叉引用和优先权声明

本申请要求于2017年12月29日提交的题为光纤光子引擎(FIBER OPTIC PHOTONENGINE)的美国临时申请序列号62/611,855的权益和优先权，所述申请的公开内容出于所有目的通过引用整体并入本文。本专利申请的申请人也是与本申请于同一天提交的以下申请的所有者，以下申请中的每个申请都出于所有目的通过引用整体并入本文：

●代理人案卷号为170730PCT的题为光纤光子引擎(FIBER OPTIC PHOTONENGINE)的PCT专利申请；以及

●代理人案卷号为180574PCT的题为包括多个光源和用于接收光源发射的光的光学外壳的光子源(PHOTON SOURCE COMPRISING A PLURALITY OF OPTICAL SOURCES AND ANOPTICAL SHELL TO RECEIVE THE LIGHT EMITTED BY THE OPTICAL SOURCE)的PCT专利申请。

背景技术

已在许多应用中使用激光，所述应用包含但不限于电信、医学、研究和工业应用。无论是低功率应用(例如，光学计量)还是高功率应用(例如，工业切割和焊接应用)，所需应用都可以确定激光的所需功率。在用于对如钢和其它金属等材料进行可重复的高精度切割的自动化或机器人切割站中，高功率激光器可能特别有用。各种类型的激光器可以包含但不限于气体激光器、化学激光器、染料激光器、金属蒸气激光器、固态激光器和半导体激光器。在可获得的激光器类型中，半导体激光器的电光效率可能最高，所述电光效率可以超过50％。可以理解的是，与效率较低的激光器相比，高效率激光器可能是优选的，因为高效率激光器能够将更多的电功率转换成输出光功率。然而，与其它类型的激光器相比，单个半导体激光器的功率输出相当低。

因此，非常期望组合多个半导体激光器的输出以产生可以利用半导体激光器的电光功率转换的效率的高功率输出激光束。

发明内容

在一些方面中，一种光子源可以由以下构成：限定平面表面的衬底；安置在所述平面表面上方的聚焦透镜，所述聚焦透镜限定接收角；以及多个光源。所述光源中的每个光源可以由安置在所述衬底上的反射镜和安置在所述衬底上的光发射器构成，所述反射镜具有相对于所述衬底的所述平面表面限定第一预定角度的反射表面。所述反射镜的所述反射表面可以被配置成将入射在所述反射表面上的经准直光束相对于所述衬底的所述平面表面以第二预定角度反射远离所述衬底的所述平面表面。所述光发射器可以沿光轴与所述反射镜光学对准并且被配置成沿所述光轴发射所述经准直光束。所述反射镜可以被进一步配置成在所述聚焦透镜的所述接收角内反射所述经准直光束。多个反射镜可以共同由所述多个光源的每个反射镜构成，并且所述多个反射镜可以以限定第一直径的第一环状配置布置。所述聚焦透镜可以安置在所述多个反射镜的所述第一环状配置上方。多个光发射器可以共同由所述多个光源的每个光发射器构成，并且所述多个光发射器可以以限定第二直径的第二环状配置布置。所述第一直径可以小于所述第二直径，并且所述第二环状配置可以与所述第一环状配置同心。

在一些方面中，一种光子源可以由以下构成：限定平面表面的衬底；安置在所述平面表面上方的聚焦透镜，所述聚焦透镜限定接收角；以及多个光源。所述多个光源中的每个光源可以由以下构成：反射镜，所述反射镜安置在所述衬底上，所述反射镜具有相对于所述衬底的所述平面表面限定第一预定角度的反射表面；第一光发射器，所述第一光发射器安置在所述衬底上，其中所述第一光发射器沿光轴与所述反射镜光学对准并且被配置成沿所述光轴发射第一所发射光束；第二光发射器，所述第二光发射器安置在所述衬底上，其中所述第二光发射器被配置成发射第二所发射光束；以及光组合器，所述光组合器被配置成组合所述第一所发射光束和所述第二所发射光束以形成经准直光束，其中所述经准直光束沿所述光轴引导。所述反射镜的所述反射表面可以被配置成将入射在所述反射表面上的所述经准直光束相对于所述衬底的所述平面表面以第二预定角度反射远离所述衬底的所述平面表面。所述反射镜可以被配置成在所述聚焦透镜的所述接收角内反射所述经准直光束。共同由所述多个光源的每个反射镜构成的多个反射镜可以以限定第一直径的第一环状配置布置，并且所述聚焦透镜可以安置在所述多个反射镜的所述第一环状配置上方。多个第一光发射器可以共同由所述多个光源的每个第一光发射器构成，并且所述多个第一光发射器可以以限定第二直径的第二环状配置布置。多个第二光发射器可以共同包括所述多个光源的每个第二光发射器，并且所述多个第二光发射器可以以限定第三直径的第三环状配置布置。所述第一直径可以小于所述第二直径，所述第二直径可以小于所述第三直径，并且所述第二环状配置和所述第三环状配置中的每种环状配置可以与所述第一环状配置同心。

在一些方面中，一种光资源可以由限定接收角的聚焦透镜和多个光源层构成。所述光源层中的每个光源层可以由环形衬底和多个光源构成，所述环形衬底具有内半径、平面表面和与所述平面表面正交的环形衬底轴。所述光源中的每个光源可以由反射镜和光发射器构成，所述反射镜安置在所述衬底上，所述反射镜具有相对于所述衬底的所述平面表面限定第一预定角度的反射表面，所述光发射器安置在所述衬底上，其中所述光发射器沿光轴与所述反射镜光学对准并且被配置成沿所述光轴发射经准直光束。所述反射镜的所述反射表面可以被配置成将入射在所述反射表面上的所述经准直光束相对于所述衬底的所述平面表面以第二预定角度反射远离所述衬底的所述平面表面。所述反射镜可以被配置成在所述聚焦透镜的所述接收角内反射所述经准直光束。多个反射镜可以共同由所述多个光源的每个反射镜构成，并且所述多个反射镜可以以限定第一直径的第一环状配置布置。多个光发射器可以共同由所述多个光源的每个光发射器构成，并且所述多个光发射器可以以限定第二直径的第二环状配置布置。所述第一直径可以小于所述第二直径，所述第一直径可以大于所述内半径的二倍，并且所述第二环状配置可以与所述第一环状配置同心。所述多个光源层可以形成光源层竖直阵列，并且所述聚焦透镜可以安置在所述光源层竖直阵列上方。

附图说明

在所附权利要求中具体阐述了各个方面的特征。然而，可以通过参考结合以下附图进行的以下说明来最好地理解关于组织和操作方法两者的各个方面及其优点：

图1A和1B分别是根据本公开的一方面的激光二极管的侧视平面图和俯视平面图的示意图。

图2是根据本公开的一方面的激光光子源的第一方面的图示。

图3A和3B分别是根据本公开的一方面的包含激光二极管、快轴准直透镜和慢轴准直透镜的光发射器的侧视平面图和俯视平面图的示意图。

图4是根据本公开的一方面的激光光子源的第二方面的图示。

图5A和5B分别展示了根据本公开的一方面的激光光子源的第三方面的示意性透视图和平面侧视图。

图6A是根据本公开的一方面的激光光子源的第四方面的图示。

图6B是根据本公开的一方面的布置在多边形棱锥周围的多个光发射器的图示，其中多边形棱锥的单独的面形成用于如图6A中所描绘的激光光子源的第四方面的反射镜表面。

图7是根据本公开的一方面的将光束旋转镜用于如图6A中所描绘的激光光子源的第四方面的图示。

图8是根据本公开的一方面的激光光子源的第五方面的图示，所述激光光子源具有与如图2中所描绘的激光光子源的第一方面中所描绘的发射器的安置正交安置的光发射器。

图9是根据本公开的一方面的激光光子源的第六方面的图示。

图10是根据本公开的一方面的激光光子源的第七方面的图示。

图10A是根据本公开的一方面的激光光子源的第七方面的光学外壳组件的端视图。

图11示意性地展示了根据本公开的一方面的将如图9中所描绘的光学外壳定位在多个反射镜上方。

图12示意性地展示了根据本公开的一方面的如图9中所描绘的激光光子源的方面的光学外壳的锥体。

图13A示意性地展示了根据本公开的一方面的如图9或图10中所描绘的激光光子源的方面的光学外壳的基础表面。

图13B示意性地展示了根据本公开的一方面的激光光子源的方面的光学外壳的基础表面，其中光学外壳进一步包括外表面和内表面的至少一部分上的包层。

图14示意性地展示了根据本公开的一方面的将多个光发射器的输出聚焦在图13B中所描绘的光学外壳的基础表面上。

图15A示意性地展示了根据本公开的一方面的在图13A中所描绘的光学外壳的折射率。

图15B示意性地展示了根据本公开的一方面的在图13B中所描绘的光学外壳的折射率。

图16示意性地展示了根据本公开的一方面的自动激光切割或焊接装置，其中工作激光器使用激光光子源作为激光泵。

图17示意性地展示了根据本公开的一方面的自动激光切割或焊接装置，其中激光光子源是工作激光器。

具体实施方式

描述了各个方面，以提供对本文公开的装置和方法的结构、功能、制造和用途的全面理解。附图中展示了这些方面的一或多个实例。本领域的普通技术人员将理解，在本文中具体描述并在附图中展示的装置和方法是非限制性方面，并且各个方面的范围仅由权利要求限定。结合一方面展示或描述的特征可以全部或部分地与其它方面的特征组合。此类修改和变化旨在包含在权利要求的范围内。

本公开描述了激光光子源的各个方面。在一些方面中，本公开涉及一种包含多个光发射器的激光光子源，其中每个光发射器安置在衬底上，并且其中每个光发射器沿光轴与反射镜光学对准并且被配置成沿着所述光轴发射经准直光束。在一些方面中，多个反射镜包括所述反射镜的组合，并且所述多个反射镜以限定第一直径的第一环状配置布置，并且其中多个光发射器以限定第二直径的第二环状配置布置。

应当理解的是，本公开不限于所描述的特定方面或方面，因为此类方面可以发生变化。还应当理解的是，本文使用的术语仅仅是出于描述特定方面或方面的目的，而不旨在是限制性的，因为用于组合大量半导体激光器的光功率并将此功率耦合到光纤中的设备、系统和方法的范围仅由所附权利要求限定。

图1A和1B分别描绘了激光二极管100侧视图和俯视图。激光二极管100可以具有p-i-n结构，所述p-i-n结构包含p包层部分102、n包层部分106和安置在p包层部分与n包层部分之间的本征层104。本征层104是有源层，其中当二极管100被正向偏置时，电荷载流子从p包层部分102和n包层部分106注入。本征区域104中的电荷载流子可以在受激发射(stimulated emission)下重组，从而产生从输出琢面110发射的激光输出光108。沿与有源区共面的轴线进行的输出光108发散112b远小于沿与有源区的平面正交的轴线进行的输出光发散112a。光发散112b低的共面轴线通常被称为“慢轴”，而光发散112a高的正交轴线通常被称为“快轴”。激光输出光108通常在慢轴平面中偏振。

图2描绘了激光光子源200的第一方面。在一些方面中，激光光子源200可以包含限定平面表面的衬底220、安置在平面表面上方的限定接收角的聚焦透镜230和多个光源。衬底220可以包含安置在其上的任意数量的光源。聚焦透镜230可以用于将光源中的每个光源发射的激光聚焦到光纤250的纤芯252的端部表面上。光纤250还可以包含外部包层253。在一些方面中，光纤250可以是光纤电缆。每个光源可以包含安置在衬底220上的反射镜242，所述反射镜具有相对于衬底220的平面表面限定第一预定角度的反射表面。每个反射镜242反射表面可以被配置成将入射在反射表面上的经准直光束相对于衬底220的平面表面以第二预定角度反射远离衬底220的平面表面。每个光源还可以包含安置在衬底220上的光发射器240，其中光发射器240沿光轴244与反射镜242光学对准并且被配置成沿光轴244发射经准直光束。每个反射镜242可以被配置成在聚焦透镜230的接收角内反射经准直光束。进一步地，多个反射镜可以定义为所述多个光源的每个反射镜242的组合，并且所述多个反射镜可以以限定第一直径246的第一环状配置布置。聚焦透镜230可以安置在所述多个反射镜的第一环状配置上方。进一步地，多个光发射器可以定义为所述多个光源的每个光发射器240的集合，并且所述多个光发射器可以以限定第二直径248的第二环状配置布置。所述多个反射镜的第一直径246小于光发射器的第二直径248，并且第二环状配置与第一环状配置同心。

安置在衬底上的所述多个光源可以具有正交于衬底220的平面表面的N折式旋转对称轴(N-fold rotational axis of symmetry)，其中N是范围为约2到约50的整数，这取决于发射器的大小和二极管201的其单独角发散。N折式旋转对称轴的非限制性实例的N值可以为约2、约3、约4、约5、约10、约15、约20、约30、约40、约50或其间包含端点的任何整数值。

在一些方面中，衬底220限定圆形周边。在一些方面中，衬底200可以限定包括多条边的多边形周边。在一些方面中，所述多条边的范围可以为2到50。多边形边的数量的非限制性实例可以为约2、约3、约4、约5、约10、约15、约20、约30、约40、约50的值或其间包含端点的任何整数值。在一些方面中，所述多个光源的每个光发射器240被安置成邻近多边形周边的所述多条边之一。

所述多个光源中的每个光源的光发射器240可以包含激光二极管201，所述激光二极管被配置成从输出琢面(110，参见图1A、B)发射光束(108，参见图1A、B)。每个激光二极管201可以安装在衬底220上，所述衬底可以被配置成消散每个激光二极管201在每个激光二极管201接收电功率时产生的热。每个激光二极管201发射的光束(108，参见图1A、B)的波长可以在约200nm到约2000nm范围内。在一些非限制性实例中，每个激光二极管201发射的光束(108，参见图1A、B)的波长的波长可以为约200nm、约300nm、约400nm、约500nm、约700nm、约1000nm、约1100nm、约1200nm、约1500nm、约2000nm或其间包含端点的任何值或值范围。

在一些方面中，同样以环状方式布置的反射镜242组可以以在各个角度上进行反射。在一些方面中，所述角度为约45度，使得经反射光束垂直于圆盘。在一些其它方面中，反射镜角度的范围可以在约30度与约60度之间。然而，可以认识到，反射镜角度可以大于或小于此范围，这取决于用于接收从反射镜反射的光的另外的透镜的结合。在一些方面中，可以在反射镜与光纤或光纤耦合器的端部表面之间包含和安置光学性质不同的多个透镜。在一些非限制性实例中，反射镜角度的值可以为约10度、约15度、约20度、约25度、约30度、约35度、约40度、约45度、约50度、约55度、约60度、约65度、约70度的值或其间包含端点的任何值或值范围。

在一些方面中，反射镜环可以采取不同的形状，包含N边多边形，其中N可以是范围为2到更大的数字(如50)的任何值。多边形边的数量N的非限制性实例可以为约2、约3、约4、约5、约10、约15、约20、约30、约40、约50或其间包含端点的任何整数值。在一些方面中，所述多个反射镜可以以圆柱形布置。

尽管图2将所述多个反射镜描绘为包括多个单独反射镜242，但是可以认识到，反射镜可以定义为安置在衬底220的平面表面上的多边形棱锥的边，所述多边形棱锥具有限定第一直径的基部。多边形棱锥的边的数量可以与光发射器240的数量相同(参见图6B)。

另外，每个光发射器240可以包含与激光二极管201光学对准的第一准直透镜202，其中第一准直透镜202(快轴透镜)被配置成沿快轴准直从激光二极管201发射的光束。第二准直透镜204(慢轴透镜)可以与快轴透镜202和输出琢面(110，参见图1A、B)光学对准，其中慢轴透镜204被配置成沿激光二极管201的慢轴准直从快轴透镜202发射的光束。

图3A和3B描绘了快轴准直透镜和慢轴准直透镜的安置。图3A是激光二极管201的侧视图，描绘了快轴准直透镜202对激光二极管201发射的光的快轴发散的影响。图3b是激光二极管201的俯视图，描绘了慢轴准直透镜204对激光二极管201发射的光的慢轴发散的影响。在一些方面中，快轴准直透镜202和慢轴准直透镜204中的每个准直透镜可以是具有高数值孔径的非球面柱面透镜。在一些方面中，快轴准直透镜202可以具有其光输入侧302上的非反射涂层，并且慢轴准直透镜204可以具有其光输入侧304上的非反射涂层。

在一些另外的方面中，如图2中所描绘的，激光光子源200可以进一步包含光耦合器，所述光耦合器被配置成在第一耦合器表面处接收聚焦透镜230的光输出并且在第二耦合器表面处接收光纤电缆(例如，光纤250)的端部。在这方面，聚焦透镜230可以将所述多个反射镜反射的一或多个光束聚焦到光纤250的端面上并且使其高效耦合。聚焦透镜230的数值孔径(或其接收角)应与反射镜环的直径(第一直径246)和光纤250的数值孔径相匹配。

图4描绘了光子源400的第二方面。图4中所描绘的光子源400的方面扩展了图2中所描绘的光子源200的方面的几何形状，因为形成第二环的第二多个光发射器440包含到所述第一多个光发射器240。可以理解的是，图4中的所述第一多个光发射器240可以具有与关于图2公开的所述多个光发射器240的组件相同的组件。因此，图4中的所述第一多个光发射器240可以包含激光二极管、与激光二极管光学对准的快轴准直透镜和与快轴准直透镜光学对准的慢轴准直透镜。

光发射器440第二外环中的每个光发射器的输出光学耦合到光发射器240第一内环中的光发射器的输出。可以理解的是，光发射器440外环的直径448可以大于光发射器240内环的直径248(如图2中所描述的)。在一些方面中，光发射器440可以含有与光发射器240的组件类似的组件，包含但不限于激光二极管、快轴准直透镜和慢轴准直透镜。以此方式，通过使衬底(220，见图2)上的可以耦合到光纤250中的光发射器的数量加倍来使光子源400的总亮度加倍。可以理解的是，用于光子源400的第二方面的衬底的特性可以具有与先前关于针对光子源200的方面描述的衬底220所公开的性质类似的性质。此类性质可以包含先前所公开的衬底220的形状和大小。

在一些方面中，可以使用偏振复用将第二(外)环激光二极管的输出与内环激光二极管的输出组合。偏振复用可以依赖于光组合器445，所述光组合器被配置成将从光发射器内环中的激光二极管发射的光束与从光发射器外环中的激光二极管发射的光束组合。如图4中所描绘的，光组合器445可以包含偏振光束转换器，所述偏振光束转换器包括半波片和偏振光束组合器。耦合镜447可以被配置成将外环激光二极管的光输出反射到偏振光束组合器445。半波片可以旋转外环激光二极管的光输出的偏振，由此允许外环激光二极管的经旋转光输出与内环激光二极管的未经旋转光输出组合。

尽管图4中未展示，但是激光二极管内环和激光二极管外环的每个激光二极管的输出均耦合到快轴准直透镜和慢轴准直透镜。经组合的快轴和慢轴准直透镜的光输出撞击光束组合器和半波片(外环激光二极管光束)。

可以认识到，图4中所描绘的光子源的方面可以包含图2中所描绘的光子源的特性中的任何或所有特性，包含但不限于反射镜242的安置和其相对于衬底表面的角度、激光二极管的类型和其光输出特性以及光发射器240、440和安置在衬底表面上的反射镜242周围的光源的安置。

图5A和5B描绘了光子源500的又另一方面。图5A和5B展示了通过将多个光子源(如图2和4中所描述的光子源)作为以竖直阵列510安置的单独光源层进行堆叠来组合多个此类光子源的输出。图5A描绘了两个光源层505a、b，而图5B描绘了三个光源层505a、b、c。因此，每个光源层505a、b、c可以包含多个光源和反射镜，每个光源包含一或多个光发射器，所述一或多个光发射器可以结合激光二极管、快轴准直透镜、慢轴准直透镜。应当注意的是，单独光源层505a、b、c中的每个光源层的衬底520a、b、c分别具有环形形状，包含由反射镜542a、b限定的环内的间隔区域522a、b。每个光源层505a、b的衬底520a、b可以分别具有上文关于光子源200和400的实施例所公开的各种性质。

从来自竖直阵列510中的单独光源层(如分别为505a、b、c)的所述多个反射镜(如542a、b、c)反射的光可以透射穿过在竖直阵列510中安置在其上方的单独光源层的间隔区域。因此，从来自光源层505b的所述多个反射镜(如542b)反射的光可以透射穿过光源层505a的间隔区域522a。由每个单独光源层505a、b、c产生的激光可以透射到安置在光源层505a、b、c的竖直阵列510上方的聚焦透镜530。在一方面中，聚焦透镜530可以安置在竖直阵列510的顶部光源层505a上方约25mm到约100mm的范围内。在一些非限制性实例中，聚焦透镜530可以安置在顶部光源层505a上方约25mm、约30mm、约40mm、约50mm、约60mm、约70mm、约80mm、约90mm、约100mm或其间包含端点的任何值或值范围的距离处。聚焦透镜530可以用于将光源层505a、b中的每个光源层发射的激光聚焦到光纤550的纤芯552的端部表面上。光纤550还可以包含外部包层553。在一些方面中，光纤550可以是光纤电缆。

竖直阵列510可以具有竖直阵列轴560，并且每个光源层505a、b、c都可以具有环形衬底轴(例如，光源层505b的环形衬底轴557)，所述环形衬底轴与竖直阵列轴560同轴。每个光源层505a、b、c可以由衬底半径(例如，光源层505c的衬底半径562，参见图5B)限定。在一些方面中，第一环形衬底的衬底半径562可以等于第二环形衬底的衬底半径562。在一些方面中，第一环形衬底的衬底半径562可以与第二环形衬底的衬底半径562不同。

第二或第三堆叠式光源层505b、c的环形衬底的间隔区域565的直径可以彼此不同，使得每个光源层的光输出是竖直的并且在撞击透镜530之前不受阻碍地行进(以避免不同层之间的干涉)。可替代地，第二或第三堆叠式光源层505b、c的环形衬底的间隔区域565的直径可以相同，因为阵列中的较低光源层上的反射镜可以以小角度倾斜。以此方式，每个光源层505a、b、c可以具有相同的尺寸。在这方面中，耦合到纤维550中的光的亮度不会精确地加倍，而是将由于此光束相对于竖直方向对向的角度而降低。还可以认识到，光源层505a、b、c发射的光与垂直方向的角度偏离将取决于邻近层之间的距离和反射镜242环直径。在一个非限制性实例中，间隔区域565的直径可以约50mm，但是可以认识到，根据光子源的制造需要和功率输出要求，间隔区域565的直径的值可以大于或小于此量。

在一些方面中，光子源竖直阵列可以包含2个光源层到约10个光源层。然而，应认识到，根据光子源500的制造需要和功率输出要求，可以包含10个以上的光源层。光源层的数量的非限制性实例可以包含2个源层、3个源层、4个源层、5个源层、6个源层、7个源层、8个源层、9个源层或10个源层。在一些方面中，连续光源层之间的竖直距离568(例如，光源层505a与505b之间的竖直距离)可以为约30mm。在一些方面中，连续光源层505之间的竖直距离568可以大约相同。在一些方面中，连续光源层505之间的竖直距离568可以不同。可以认识到，如果竖直阵列中的每个光子源产生约150W到约200W的总光输出，则甚至5个层的组合可以产生约750W到约1000W的总光输出，由此使阵列的总体光输出以光源层505的数量的倍数的形式增加。

在一些方面中，单独光源层505的竖直阵列510可以包含多个等间隔光源层505。在一些方面中，竖直阵列510中的任何两个邻近光源层505之间可以具有竖直距离568，所述竖直距离的范围可以为约5mm到约30mm。在一些非限制性实例中，邻近光源层505之间的竖直距离568可以为约5mm、约10mm、约15mm、约20mm、约25mm、约30mm或其间包含端点的任何值或值范围。

图6A描绘了光子源600的又另一方面。回到图2和3A、B，可以认识到，光发射器240之间的水平间距可以受慢轴准直(SLC)透镜204的大小限制。如果可以将来自激光二极管201的输出光旋转90°，则也可以旋转慢轴准直透镜204，使得可以最小化所述慢轴准直透镜在衬底220上的纵向范围。图6A展示了利用光束旋转镜645旋转激光的方法。作为实例，图6A描绘了18个光发射器640和其相关联的慢轴准直透镜604和光束旋转镜645。光束旋转镜645可以安置在包含激光二极管(如201)和快轴准直透镜(如202)的光发射器640的快轴准直透镜与慢轴准直透镜604之间，并且可以使离开快轴准直透镜(如202)的光旋转任何角度，例如90°。此类光旋转角度的非限制性实例可以包含约15°、约30°、约45°、约60°、约75°、约90°或其间包含端点的任何值或值范围。如图6B中所描绘的，相比未经旋转的慢轴准直透镜可以实现的环(参见图2和3A、B)，经旋转的慢轴准直透镜604包装成更紧密的环。通过将图6B与图2进行比较，可以观察到，慢轴准直透镜604可以更紧密地包装在一起，并且因此安置在慢轴准直透镜604环内的反射镜环的直径也可以小于图2的方面中所描绘的反射镜242环的直径。在一方面中，可以压缩反射镜环以形成单个的整体式多边形棱锥状反射镜660的边，其中棱锥状反射镜660的每条边包括反射镜表面。反射表面的整体式多边形棱锥状反射镜660可以在模具中制造，或者可以容易地从由合适的材料制造的坯件切割而来。可以认识到，单个整体式多边形棱锥状反射镜660可以替代光子源200或光子源400中的反射镜242环。

可以理解的是，光子源600可以结合先前所公开的光子源(在一些非限制性实例中，光子源200、光子源400和光子源500)的许多特征和/或特性。因此，光子源600可以包含具有圆形或多边形圆周的衬底。光源的数量可以相同或更大(由于经旋转的慢轴准直器的紧凑几何形状)。光发射器640的激光二极管可以具有与上文关于图2的光发射器240的激光二极管201所公开的特性类似的特性。快轴准直器可以相对于如上文例如在图3A、B中所公开的激光二极管以类似方式安置。缺少整体式多边形棱锥状反射镜660的光子源600也可以具有大约放置在衬底中心中的间隔区域。光子源600的此类实例可以形成如光子源500中所描绘的多个光源层之一。与光子源600的反射镜相关联的形状、朝向和光轴可以分别具有与光子源200或500的反射镜242或542的特性类似的特性。

图7描绘了光束旋转镜745的实例。光束旋转镜745的输入视图700a展示了离开快轴准直器702并撞击光束旋转镜745的输入侧的激光773的发散。光束旋转镜745的输出视图700b描绘了光束旋转镜745发射并撞击慢轴准直器704的输入面的激光775的旋转。在一个非限制性实例中，快轴准直器702可以被表征为具有有效焦距为约0.5mm的平凸非柱面透镜。类似地，在一个非限制性实例中，慢轴准直器704可以被表征为具有有效焦距为约25.0mm的平凸非柱面透镜。可以理解的是，快轴准直器702和慢轴准直器704的几何形状和光学性质可以根据光子源的期望几何和光学性质来选择。还可以理解的是，快轴准直器702和慢轴准直器704的此类特性可以表征如图2和3中所描绘的快轴准直器202和慢轴准直器204。可以根据需要在上文公开的光子源200、400、500和600中使用具有此类特性的准直器。在一些非限制性实例中，光束旋转镜745可以是相对于发射激光的激光二极管的快轴旋转约45°的对称双凸柱面透镜。在一些实例中，光束旋转镜745的曲率半径可以为约0.68mm，并且长度可以为约3.00mm。在一些实例中，光束旋转镜745可以由N-LASF9玻璃制造。

图8展示了光子源800的替代性实例，其中激光二极管相对于衬底820的表面旋转。可以认识到，与激光二极管201中的每个激光二极管相关联的快轴准直透镜202也可以以类似方式旋转。在此类实例中，因为初始地相对于衬底820的表面旋转了激光二极管201的光输出，所以不需要光束旋转镜。在一些非限制性实例中，激光二极管201可以安装在散热器870上，使得激光二极管201的快轴808的平面可以正交于衬底820的平面。在一些非限制性实例中，散热器870可以形成为源自衬底202的以适当角度弯曲的一部分的凸片(tab)。在一些替代性方面中，散热器870可以形成为任何形状或大小的导热材料块，所述块可以放置成与衬底820热连通。在一些另外的方面中，散热器870可以包含如鳍片等可以改善激光二极管201的散热的特征。在一些另外的方面中，散热器870可以与衬底820热连通，使得激光二极管201产生的热可以消散到衬底820中。可以理解的是，在衬底220上直接安置激光二极管201(见图2)可以以类似方式允许激光二极管201产生的热由衬底220消散。

图8中所描绘的光子源800的一个优点在于其消除了适当运行所需的光束旋转镜的对准灵敏度。由于光子源800可以不需要添加任何光束旋转镜，所以与光子源700相比，光子源800的总体成本得以降低。虽然激光二极管201之间的芯片到芯片电连接性可以不同于例如在图2中所描绘的方面中可能需要的芯片到芯片电连接性，但是可以是光学问题与机械电问题之间的有用折衷。

可以认识到，分别如图6A和图8中所描绘的光子源600和800的方面的组件可以包含图2中所描绘的光子源的特性中的任何或所有特性，包含但不限于镜242的安置和数量以及其相对于衬底表面的角度。光子源800的包括激光二极管201、快轴准直透镜202和慢轴准直透镜204的光发射器可以具有关于光子源200所公开的光学特性。另外，光发射器和光源在衬底表面上的反射镜242周围的几何安置可以包含与例如关于光子源200所公开的特性类似的特性。从光发射器中的每个光发射器发射的激光可以聚焦在反射镜242上，并且光可以通过聚焦透镜230反射，以便由光纤接收。进一步地，衬底820的包含几何特性的特性可以与先前关于例如衬底220(参见图2)所公开的特性相同。另外，关于光子源800所公开的光源(包含但不限于反射镜和光发射器)的数量和安置可以与关于光子源200所公开的光源的数量和安置相同。与如图5A、B中所描绘的光源层505类似，多个光子源800可以以竖直阵列安置。在光子源400的双环配置中可以使用经旋转的激光二极管连同其相关联的光学组件和散热器。

图9和10分别描绘了光子源900a、b的又另一方面。图9和10中描绘的光子源可以包含如上文关于图2和图4所公开的衬底、光源和反射镜。

因此，在一些方面中，激光光子源900可以包含限定平面表面的衬底220，在所述平面表面上可以安置多个光源。每个光源可以包含安置在衬底220上的反射镜242，所述反射镜具有相对于衬底220的平面表面限定第一预定角度的反射表面。每个反射镜242反射表面可以被配置成将入射在反射表面上的经准直光束相对于衬底220的平面表面以第二预定角度反射远离衬底220的平面表面。进一步地，多个反射镜可以定义为所述多个光源的每个反射镜242的组合，并且所述多个反射镜可以以第一环状配置布置。每个光源还可以包含安置在衬底220上的光发射器240，其中光发射器240沿光轴244与反射镜242光学对准并且被配置成沿光轴244发射经准直光束。进一步地，多个光发射器可以定义为所述多个光源的每个光发射器240的集合，并且所述多个光发射器可以以第二环状配置布置。

每个光发射器240可以包含与激光二极管201光学对准的第一准直透镜202，其中第一准直透镜202(快轴透镜)被配置成沿快轴准直从激光二极管201发射的光束。第二准直透镜204(慢轴透镜)可以与快轴透镜202和输出琢面(110，参见图1A、B)光学对准，其中慢轴透镜204被配置成沿激光二极管201的慢轴准直从快轴透镜202发射的光束。

先前关于光子源200所公开的衬底220和光源的其它特征可以以类似方式适用于光子源900。

如图9和10中所描绘的，光子源900a、b的反射镜242的输出分别引导到光学外壳956的环形基础表面957。在一些方面中，环形基础表面957的直径963可以与安置在衬底220上的反射镜242环的直径大约相同。在一些方面中，光学外壳956可以采取完全或部分中空的平截头体的形式。在一些方面中，部分中空的平截头体可以具有顶表面，所述顶表面是具有比环形基础表面957的外径963小的外径960的环形表面。在一些替代性实例中，平截头体的顶表面可以是圆形的，没有环面。平截头体可以具有锥体，并且锥体可以是绝热锥体。可以认识到，绝热锥体可以是透射穿过部分中空的平截头体的壁的光容纳在平截头体的壁内并且不从平截头体的边发射(使得不会损耗光能)的锥体。

在一些方面中，光学外壳956可以包含外包层958，所述外包层可以包围光传导介质959。光传导介质959在光学外壳956的整个长度上可以是中空的，或者其可以逐渐变细成在平截头体的顶表面处没有环面的完整平坦表面。

光学外壳956的顶表面可以具有光纤950的直径960。在一些方面中，从光学外壳956的顶表面发射的光可以朝着光耦合器的接收表面引导。光耦合器的传输表面可以将光引导到光纤950的纤芯952的端部表面上。光纤950还可以包含外部包层953。

尽管光学外壳956可以形成为平截头体(直立圆锥的某个区段)，但是可以认识到，光学外壳956可以采取与其功能一致的各种形状中的任何形状。例如，如图9中所描绘的，光学外壳956可以采取平截头体的中心轴不是直线而是曲线的弯曲平截头体的形式，但是中心轴的基部可以与衬底220的表面正交。

在图9中所描绘的方面900a中，由反射镜242反射的光直接聚焦在光学外壳956的环形基础表面957上，由此不需要聚焦透镜。在图10中所描绘的方面900b中，由反射镜242反射的光引导到一或多个聚焦透镜1030、1032的系统，所述聚焦透镜将光聚焦在光学外壳1056的环形基础表面1057上。在一些方面中，一或多个聚焦透镜1030、1032的系统可以构成准直透镜和聚焦透镜中的任何一或多个或准直透镜和聚焦透镜的组合。在一些实例中，一或多个聚焦透镜1030、1032的系统可以在光学外壳1056的光传导介质的环形基础表面1057上产生所述多个二极管源的缩小图像。可以认识到，相比图9所示的光子源900a(其缺少此类聚焦透镜系统)中所描绘的光学外壳956，具有一或多个聚焦透镜1030、1032的系统的光子源900b的光学外壳1056可以具有更小的锥体。在一些方面中，较小的锥体可以更容易制造。在一些其它非限制性方面中，光学外壳1056可以缺少关于光子源900a所描绘的包层958。此类光学外壳1056可以被表征为可以结合锥体的毛细管光学外壳。在一些方面中，毛细管光学外壳1056可以缺少锥体并且可以被表征为圆柱形纤维毛细管。

图10A描绘了经反射光可以聚焦在其上的光学外壳环形基础表面1057的端视图。可以认识到，来自所述多个光发射器240的激光可以聚焦在光学外壳环形基础表面1057的光传导介质1059上。在一些方面中，光学外壳1056可以逐渐变细成实心棒状纤维(通过使中心孔塌缩)。在一些方面中，光学外壳环形基础表面1057可以由内径d1和外径d2表征。

图11描绘了光学外壳的环形基础表面1157相对于光子源900b的反射镜1142环的放置的实例。可以理解的是，本文所公开的值仅仅是实例，并且例如，光子源900b可以被制造成包含任何数量的反射镜和透镜。以下公开内容呈现了光子源900b的一些示例计算。在这些计算中，变量Bpp对应于定义为光束宽度(以mm为单位)乘以光束全发散(以弧度为单位)的光束参数积。

在一个实例中，假设Bpp不变，反射镜表面处的光束的慢轴Bpp可以为约7mm-mrad并且反射镜表面处的光束的快轴Bpp可以为约0.3mm-mrad。在此实例中，反射镜1142上的光束大小可以<2mm，因此长度为约2mm的反射镜不会损耗任何光。如果在通过慢轴准直器/快轴准直器透镜进行准直之后，基于慢轴准直器透镜和快轴准直器透镜的光学几何形状，光发射器到反射镜1142的距离保持较小，则此类示范性值是可能的。在本实例中，反射镜1142可以形成每条边的长度为约2mm的八边形。此类几何形状对于由8个发射器构成的光子源可以是有用的。可以认识到，具有N个光发射器的光子源将具有N个反射镜1142。此反射镜1142八边形阵列的有效直径可以为约5mm。因此，慢轴光束的半宽度可以等于约1mm并且半角可以等于约7mrad。类似地，快轴光束的半宽度可以等于约0.2mm并且半角可以等于约1.5mrad。光学外壳1056可以安置在反射镜1142环上方，并且对于在环形基础表面1157处纤维壁厚度为约0.2mm的光学外壳1056，光学外壳1056的环形基础表面1157可以具有以下尺寸：外径d2等于约5mm并且内径d1等于约4.6mm。因此，进入光学外壳1056(例如，具有毛细管形状的光学外壳)的光的数值孔径为约7mrad(慢轴)和约1.5mrad(快轴)。如果光学外壳1056以约20的系数逐渐变细，则逐渐变细的端部处的外径可以为约250μm，并且逐渐变细的端部处的内径可以为约230μm。因此，在光学外壳1056的逐渐变细的端部处，慢轴数值孔径可以为约20×7mrad或约140mrad，而快轴数值孔径可以为约20×1.5mrad或约30mrad。可以使逐渐变细到约250μm外径和230μm内径的光学外壳1056进一步绝热塌缩，以形成总直径为约98μm的实心芯。因为光传导表面面积不变，所以数值孔径应保持不变。因此，8个光发射器的输出光可以容纳在直径为约98μm且最大数值孔径为约140mrad(NA等于约0.14)的光学芯中。在一些方面中，光的最终数值孔径(发散)可以较低，因为毛细管光学外壳1056使慢轴/快轴均匀，以产生有效较低均匀化的数值孔径(理论上几乎减半)，由此产生较亮的输出光束。

图12描绘了可以在光子源900b中使用的毛细管光学外壳1056。毛细管光学外壳1056可以从环形基础表面1057逐渐变细(箭头T)为圆形顶表面1255。如图12中所描绘的，来自多个光发射器中的每个光发射器的光可以在环形基础表面1057的光传导区域上成像1290。在一个实例中，光束外壳1056可以由纯二氧化硅制造。在一方面中，毛细管光学外壳1056以绝热方式逐渐变细，使得圆形顶表面1255的表面积可以约等于环形基础表面1057处的毛细管壁的光传导介质的表面积。例如，环形基础表面1057处的光传导面积可以为约π/4(d2²-d1²)，对于一些非限制性实例，其值可以为约135²μm²。因此，圆形顶表面1255的直径可以为约(4/π)^1/2乘以135μm。在圆形顶表面1255处(以绝热方式逐渐变细之后)的纤维的最终数值孔径可以为约0.15。可以理解的是，耦合到纤维(1290)中的光的数值孔径可以限制为约0.15的最大值。然而，如果快轴的数值孔径低得多，则在慢轴方向上可以容忍稍高的数值孔径。以此方式，光学外壳1056可以用于在两个不同的方向上使光束均匀，使得在圆形顶表面1255处发射的光的数值孔径可以一致地小于或约等于0.15NA。

可以以环形结构以约200μm到约400μm的尺寸将不同的光发射器成像1290在光学外壳环形基础表面1057上，从而最终逐渐变细为135μm的实心芯，并使最终数值孔径保持为约0.15。在一方面中，这可以通过在主聚焦透镜(1030，图10)之后使用短焦距准直透镜(参见1032，图10)来实现，但是相对于主环的某种缩小可能是必要的。

图13A描绘了毛细管光学外壳1056的方面的基础环形表面1057，所述基础环形表面具有如上文关于光子源900b所公开的内径d1。图13B展示了光学外壳1356的另一个实例，所述光学外壳包含外表面包层1358a和内表面包层1358b，所述外表面包层和内表面包层可以围绕光传导介质1359。光学外壳1356在其基础环形表面1357处可以具有外径d2'和内径d1'。光传导介质1359可以具有环形横截面，所述环形横截面由基础环形表面1357处的内半径r1和外半径r2表征。可以根据光子源的二极管配置(例如，激光二极管的数量及其在给定环直径上的分布)选择外壳1356的基础环形表面1357的正确几何形状，包含外径d2'、内径d1'以及半径r1和r2，以使耦合光的亮度最大化。可以选择设计，以通过由适当的中空纤维设计使中空部容纳在反射镜环中来保持所述多个光发射器的“环图案”的亮度。

图14展示了光学外壳1356的基础环形表面1357，所述基础环形表面在其外表面1358a上具有包层，并且在其内表面1358b上具有包层，这些包层围绕光传导芯1359。如图13B中所描绘的，光传导芯1359可以具有其基础环形表面1357的环形横截面，所述环形横截面由内径r1和外径r2表征。此设计可以提供额外程度的灵活性以调节光耦合到的外壳的数值孔径。实际上，如果需要薄的光学外壳1357，则此设计可以提供更好的捕获光的方式，并且使结构逐渐变细为所需尺寸。外包层1358a和内包层1358b可以一起充当光学外壳1356的支架，并支撑光所行进的光传导介质1359。有包层的光学外壳1356的处理和包装可以比缺少包层的毛细管光学外壳(例如1056，图10)容易得多。例如，外径d2'可以被制造成任意长度，因为其对光学外壳1356的光学特性没有影响。在一个实例中，在逐渐变细的端部处光学外壳1356的内径和外径的值可以分别为约135μm和155μm。可以认识到，半径r1的值可以接近d1'/2的值，使得内包层1358b在光学外壳1356的逐渐变细的端部处可以非常小。逐渐变细的有包层的光学外壳1356的制造可能不具有挑战性。进一步地，用这种设计，高数值孔径模式剥离会更容易。在一些实例中，有包层的光学外壳1356的数值孔径可以为约0.2。

逐渐变细的光学外壳的使用也可以产生空间和“角度”匹配，尤其是在光学外壳1356中发生光束发散的均匀化的情况下(没有亮度损耗)。为了在光学外壳环形基础表面1357处(在快轴7mrad与慢轴1.5mrad之间)获得更好的角度匹配，可以尝试进一步缩小快轴尺寸以增加此方向上的发散，并且在毛细管中未发生角度发散的均匀化的情况下使光学外壳1356更薄。

一些另外的应用可以包含使用聚焦透镜或另外的准直透镜以大比率减小锥体光学外壳。可以认识到，可能难以制造锥度比为约20的光学外壳。

如上文在图9和11到14中所描绘的，可以考虑两种光学外壳设计来接收来自二极管的光。第一设计对应于如图10、10A、11、12和13A中所描绘的毛细管光学外壳1056导光元件。二极管环可以在光学外壳的基础环形表面1057上成像1490。在一些非限制性实例中，基础环形表面1057可以涂覆有抗反射涂层。毛细管光学外壳1056可以以绝热方式逐渐变细为通常用于直接耦合来自多发射器二极管配置的光的芯直径。在一些非限制性实例中，芯的直径可以在约100μm到约200μm的范围内。芯的非限制性实例的直径可以为约100μm、约110μm、约120μm、约130μm、约140μm、约150μm、约160μm、约170μm、约180μm、约190μm、约200μm或其间包含端点的任何值或值范围。第二种设计对应于如图9、13B或14中所描绘的光学外壳设计，所述光学外壳设计可以包含一或多个包层，所述一或多个包层应用于光学芯的外表面、光学芯的内表面或者光学芯的外表面和内表面两者。例如，光学外壳1356包含安置在外包层1358a与内包层1358b之间的光传导介质1359。根据来自二极管源的光的准直程度，光传导介质1359的数值孔径(相对于包层1358a、b)可以取范围为约0.02到约1.0的值。光传导介质1359的数值孔径的非限制性实例可以为约0.02、约0.05、约0.1、约0.2、约0.5、约1.0或其间包含端点的任何值或值范围。可以将此设计视为接近处于极限r1＝d1'/2和r2/＝d2'/2下的毛细管光学外壳1056的更一般设计。与光学外壳1056的设计相比，此一般设计在光捕获能力方面提供了更大的灵活性。

还值得注意的是，这些光学外壳设计中的任一光学外壳设计都可以具有光学(低损耗)涂层，具有特定的数值孔径，以在最外面的玻璃外壳中提供导光并且允许纤维处理和附接能力，而不影响纤维的导光性能(即，光不会由于纤维被附接到包装而损耗)。

如上文在图9和10中所描绘的，可以认识到两种另外的配置，一种配置没有聚焦透镜(光子源900a，图9)，而另一种配置具有一或多个聚焦透镜(1030，1032，图10)。对于包含一或多个聚焦透镜1030、13032的光子源，光学外壳的环形基础表面的所需尺寸可以相对较小。在一些非限制性实例中，环形基础表面的直径范围可以为约200μm到约400μm。进一步地，环形基础表面的直径的非限制性实例可以为约200μm、约225μm、约250μm、约275μm、约300μm、约325μm、约350μm、约375μm、约400μm或其间包含端点的任何值或值范围。对于如光子源900a等不包含任何聚焦透镜的光子源，光学外壳的环形基础表面的尺寸可以类似于反射来自光子源的二极管的光的反射镜环的直径，例如，约5mm。在两种情况下，纤维都仍然必须逐渐变细为使得光纤的芯直径在约100μm到约200μm范围内的尺寸。可以认识到，制造直径从约200μm到约400μm范围逐渐变细到约100μm到约200μm的光学外壳可以比制造直径从约5mm逐渐变细到约100μm到约200μm的光学外壳更容易。

在一些方面中，分别如图9和10中所描绘的光学外壳956或1056可以具有以下特性：

A.锥体特性，示范性尺寸

1)环形基础表面：约15mm到约3mm；

2)圆形顶表面：约1mm到约100μm；

3)锥体长度：约100mm到约5mm；

4)环形基础表面处的壁厚度：约3mm到约10μm。

B.构造材料

1)各种高温或低温光学透明玻璃中的任何一种光学透明玻璃，包含但不限于熔融纯或掺杂二氧化硅玻璃、硼硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、燧石玻璃、钠钙玻璃(Soda limeglass)或ZBLAN玻璃，所述光学透明玻璃在感兴趣的激光二极管发射波长(其范围可以为约0.3μm到约4.0μm)中具有非常有限的吸收/散射/损耗；

2)晶体光学透明材料，包含但不限于蓝宝石或金刚石，所述晶体光学透明材料也可以是锥形的并且在感兴趣的激光二极管发射波长(其范围可以为约0.3μm到约4.0μm)上在毛细管中几乎不表现出吸收。

C.环形基础表面构造：

1)在一方面中，毛细管环形基础表面可以是光学平坦的，使用切割或抛光技术制造；

2)在另一方面中，毛细管环形基础表面可以用在激光二极管发射波长(其范围可以为约0.3μm到约4.0μm)下有效的抗反射(AR)涂层涂覆。

D.涂层：

1)在一方面中，毛细管光学外壳可以具有第一涂层，所述第一涂层包括各种材料中的任何一或多种材料，所述第一涂层可以包括光学透明的低指数聚合物涂层，例如通常用作双包层光纤中的第二包层的涂层(典型地，相对于纯二氧化硅的数值孔径为约0.5或更高的氟丙烯酸酯涂层)；

2)在一方面中，较高模量聚合物的第二涂层可以安置在第一涂层的顶部，以提供防止产生机械损坏；

3)在一方面中，毛细管光学外壳可以用高质量金属涂层涂覆，所述高质量金属涂层可以反射玻璃金属界面处的光，以最小化此界面处的光学损耗。

在一些非限制性方面中，如图13B中所描绘的光学外壳1356可以具有以下特性：

A.锥体特性，示范性尺寸：

1)环形基础表面：约15mm到约3mm；

2)圆形顶表面：约1mm到约100μm；

3)锥体长度：约100mm到约5mm；

4)环形基础表面处的壁厚度：约3mm到约10μm；

5)R1(图13B)：约0.5mm到约50μm；

6)R2(图13B)约7.5mm到1.5mm；

7)光传导介质(1359，图13B)的数值孔径：约0.05到约2.0。

B.材料和构造：

1)各种高温或低温光学透明玻璃中的任何一种光学透明玻璃，包含但不限于熔融纯或掺杂二氧化硅玻璃、硼硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、燧石玻璃、钠钙玻璃或ZBLAN玻璃，所述光学透明玻璃在感兴趣的激光二极管发射波长(其范围可以为约0.3μm到约4.0μm)中具有非常有限的吸收/散射/损耗；

2)可以使用MCVD(改进的化学气相沉积)、PCVD(等离子体化学气相沉积)、通过外部气相沉积工艺或用双坩埚方法来施涂包层材料；

3)晶体光学透明材料，包含但不限于蓝宝石或金刚石，所述晶体光学透明材料也可以是锥形的并且在感兴趣的激光二极管发射波长(其范围可以为约0.3μm到约4.0μm)上在毛细管中几乎不表现出吸收。

C.环形基础表面构造：

D.涂层：

3)在一方面中，毛细管还可以用高质量碳或金属涂层涂覆，所述涂层可以仅充当保护元件，因为很少的光会与毛细管相互作用(由于大部分光在光传导介质中引导)。

图15A描绘了如图13A中所描绘的光学外壳的相对折射率(以横截面的形式)。图15B描绘了如图13B中所描绘的光学外壳的相对折射率(以横截面的形式)，具体地指示了光学接收材料与表面包层的折射率差异。

可以认识到，上文所公开的光学外壳中的任何光学外壳(参见，例如，图9中的956、图10、10A、11、12和13A中的1056以及图13B和14中的1356)可以与先前所公开的光子源200、400、500、600或800中的任何光子源结合使用。

图16和17示意性地描绘了在自动化(机器人)切割或焊接装置中使用如上所公开的光子源的方面中的任何方面产生的光。在图16中，光子源的输出可以用作用于工作激光器(例如，CO₂气体激光器或Nd:YAG激光器)的光学泵源。在图16中，光子源的输出可以直接用作用于工业应用的工作激光器。在每种情况下，自动化切割装置可以包含可移动臂，以相对于工作表面定位输出激光束。

在一些方面中，自动化切割或焊接装置可以包含致动器组件，所述致动器组件被配置成移动自动化切割或焊接装置的一或多个机械组件，例如可延伸的臂组件。致动器可以包含但不限于机电致动器(如任何类型的马达)、液压致动器和气动致动器。致动器还可以结合实现自动化切割装置的任何机械运动所需的任何一或多个辅助组件，如齿轮、软管和阀。

自动化切割装置可以进一步包含任何电和/或电子组件，以控制致动器组件(包含辅助组件)中的任何致动器组件。此类电和/或电子组件可以包含但不限于电子马达控制组件和电子阀致动器组件。

自动化切割或焊接装置可以进一步包括一或多个传感器元件，所述一或多个传感器元件被配置成感测切割装置或其机械组件中的任何机械组件的任何一或多个活动、机械位置或其它功能方面。此类传感器的非限制性实例可以包含位置传感器(如角度位置传感器和线性位置传感器)、速度传感器(线性和旋转)、限位开关、压力传感器以及电压和/或电流传感器。

自动化切割或焊接装置可以包含控制单元，所述控制单元被配置成引导可移动臂的位置并且控制输出激光束。控制单元可以由操作者致动，或者可以包含一或多个自动化控制特征。控制单元可以包括任何数量或类型的自动化控制电子硬件(包含一或多个处理器、存储器单元、电接口)以及用于允许电子硬件组件之中和之间的数据交换的一或多个电总线结构。在一些方面中，电接口可以从传感器元件中的任何一或多个传感器元件接收数据。在一些其它方面中，电接口可以将数据传输到被配置成控制致动器组件中的任何致动器组件的电和/或电子组件中的任何一或多个电和/或电子组件。在一些方面中，存储器单元可以包含可以存储一或多个指令的存储器装置，所述一或多个指令在由处理器执行时可以引起对致动器和/或工作激光源的控制。

在整个说明书中对“各个方面”、“一些方面”、“一个实例”或“一方面”的引用意味着结合所述方面所描述的特定特征、结构或特性包含在至少一个实例中。因此，在整个说明书各处出现的短语“在各个方面中”、“在一些方面中”、“在一个实例中”或“在一方面中”不一定全都指代同一方面。此外，结合一个实例所展示或描述的特定特征、结构或特性可以全部或部分地与一或多个其它方面的特征、结构或特性组合，没有限制。

虽然已经通过对几个方面的描述说明了本文的各个方面，并且虽然已经相当详细地描述了说明性实施例，但是申请人的意图不在于将所附权利要求的范围约束或以任何方式限制于此类细节。本领域的技术人员容易想到另外的优点和修改。

应当理解的是，已经出于清楚理解本公开的目的简化了本文的附图和描述中的至少一些以展示相关元件，同时为了清楚起见，消除了其它元件。然而，本领域的普通技术人员将认识到，这些和其它元件可能是令人期望的。然而，因为此类元件在本领域中是众所周知的，并且因为此类元件不利于更好地理解本公开，所以本文未提供对此类元件的讨论。

虽然已经描述了几个方面，但是应当显而易见的是，随着本公开的优点中的一些或全部优点的实现，本领域的技术人员可以想到对那些实施例的各种修改、变更和调整。例如，根据各个方面，单个组件可以由多个组件代替，并且多个组件可以由单个组件代替，以执行一或多个给定功能。因此，本申请旨在覆盖所有此类修改、变更和调整，而不脱离由所附权利要求限定的本公开的范围和精神。

被称为通过引用并入本文的任何专利、出版物或其它公开材料仅在所并入材料与本公开中阐述的现有定义、声明或其它公开材料不冲突的程度上全部或部分并入。如此，并且在必要的程度上，本文中明确阐述的公开内容取代通过引用并入的任何冲突性材料。被称为通过引用并入本文但与本文阐述的现有定义、声明或其它公开材料冲突的任何材料或其部分将仅在所述所并入材料与现有公开材料之间不产生冲突的程度上并入。

虽然在前述描述中已经阐述了各种细节，但是应当理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践用于操作用于数字生成电信号波形的发生器和外科手术器械的技术的各个方面。本领域的技术人员应认识到，本文所描述的组件(例如，操作)、装置、对象以及伴随它们的讨论用作实例以使概念清楚，并且设想了各种配置修改。因此，如本文所使用的，所阐述的具体范例和伴随讨论旨在表示所述范例的更一般的类别。一般来说，使用任何具体范例旨在表示所述范例的类别，并且不包含具体组件(例如，操作)、装置和对象不应被视为是限制性的。

进一步地，虽然已经展示和描述了几种形式，但是申请人的意图不在于将所附权利要求的范围约束或限制于此类细节。在不脱离本公开的范围的情况下，可以实施对那些形式的许多修改、变化、改变、替代、组合和等同物并且本领域的技术人员将想到所述修改、变化、改变、替代、组合和等同物。此外，与所描述形式相关联的每个元件的结构可以可替代地描述为用于提供所述元件执行的功能的装置。而且，在公开了某些组件的材料的情况下，可以使用其它材料。因此，应当理解的是，前述描述和所附权利要求旨在覆盖落入所公开形式的范围内的所有此类修改、组合和变化。所附权利要求旨在覆盖所有此类修改、变化、改变、替代、修改和等同物。

为了公开内容的简明和清楚起见，已经以框图的形式而不是详细示出了前述公开内容的所选方面。本文提供的详细描述的一些部分可以按照对存储在一或多个计算机存储器或一或多个数据存储装置(例如，软盘、硬盘驱动器、压缩盘(CD)、数字视频光盘(DVD)或数字磁带)中的数据进行操作的指令来呈现。本领域的技术人员使用此类描述和表示来向本领域的其它技术人员描述和传达其工作的实质。通常，算法是指产生期望结果的自相一致的步骤序列，其中“步骤”是指对物理量和/或逻辑状态的操纵，所述物理量和/或逻辑状态可以(但不必)采取能够被存储、传递、组合、比较和以其它方式操纵的电信号或磁信号的形式。通常将这些信号称为位、值、元素、符号、字符、术语、数字等。这些术语和类似术语可以与适当的物理量相关联，并且仅仅是应用于这些量和/或状态的方便标签。

除非另外特别声明，否则如根据前述公开内容显而易见的，应当理解，贯穿前述公开内容，使用如“处理”或“运算”或“计算”或“确定”或“显示”等术语的讨论是指计算机系统或类似电子计算装置的动作和过程，所述计算机系统或类似电子计算装置将表示为计算机系统的寄存器和存储器内的物理(电子)量的数据操纵并转换成以类似方式表示为计算机系统存储器或寄存器或其它此类信息存储、传输或显示装置内的物理量的其它数据。

在一般意义上，本领域的技术人员将认识到，本文所述的可以通过各种各样的硬件、软件、固件或其任何组合单独和/或共同实施的各个方面可以看作由各种类型的“电路系统”构成。因此，本文所使用的“电路系统”包含但不限于：具有至少一个分立电路的电路系统、具有至少一个集成电路的电路系统、具有至少一个专用集成电路的电路系统、形成通过计算机程序配置的通用计算装置(例如，通过至少部分地执行本文所描述的过程和/或装置的计算机程序配置的通用计算机，或者通过至少部分地执行本文所描述的过程和/或装置的计算机程序配置的微处理器)的电路系统、形成存储器装置的电路系统(例如，多种形式的随机存取存储器)和/或形成通信装置的电路系统(例如，调制解调器、通信交换机或光电设备)。本领域的技术人员将认识到，本文所描述的主题可以以模拟或数字方式或其某种组合来实施。

前述详细描述已经通过使用框图、流程图和/或实例阐述了装置和/或过程的各种形式。在此类框图、流程图和/或实例含有一或多个功能和/或操作的情况下，本领域的技术人员将理解，可以通过各种各样的硬件、软件、固件和/或其几乎任何组合来单独和/或共同实施此类框图、流程图或实例内的每个功能和/或操作。在一种形式中，可以通过专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)或其它集成形式来实施本文描述的主题的几个部分。然而，本领域的技术人员将认识到，可以在集成电路中全部或部分地等效地将本文公开的形式的一些方面实施为在一或多个计算机上运行的一或多个计算机程序(例如，在一或多个计算机系统上运行的一或多个程序)、在一或多个处理器上运行的一或多个程序(例如，在一或多个微处理器上运行的一或多个程序)、固件或者其几乎任何组合，并且鉴于本公开，设计电路系统和/或编写软件和/或固件的代码将完全处于本领域的技术人员的能力范围之内。另外，本领域的技术人员将了解，本文描述的主题的机制能够以各种形式作为程序产品进行分发，并且本文描述的主题的一或多种说明性形式适用，而不管用于实际执行所述分发的信号承载媒体的具体类型如何。信号承载媒体的实例包含但不限于以下：可记录型媒体，如软盘、硬盘驱动器、压缩盘(CD)、数字视频光盘(DVD)、数字磁带、计算机存储器等；以及传输型媒体，如数字和/或模拟通信媒体(例如，光纤电缆、波导、有线通信链路、无线通信链路(例如，发射器、接收器、传输逻辑、接收逻辑等)等)。

在一些实例中，可以使用表达“耦合”和“连接”及其派生词来描述一或多个元件。应该理解的是，这些术语不旨在作为彼此的同义词。例如，可以使用术语“连接”来描述一些方面，以表明两个或两个以上元件彼此直接物理或电接触。在另一实例中，可以使用术语“耦合”来描述一些方面，以表明两个或两个以上元件直接物理或电接触。然而，术语“耦合”还可以意味着两个或两个以上元件不彼此直接接触，但是仍然彼此协作或交互。应当理解，容纳于不同组件内或与其连接的不同其它组件的所描绘架构仅是实例，并且实际上可以实施实现相同功能的许多其它架构。在概念意义上，用于实现相同功能的组件的任何布置有效地“关联”，使得期望功能得以实现。因此，本文中被组合以实现特定功能的任何两个组件都可以被视为彼此“关联”，使得期望功能得以实现，而与架构或中间组件无关。同样，如此关联的任何两个组件也可以被视为彼此“可操作地连接”或“可操作地耦合”以实现期望功能，并且能够如此关联的任何两个组件也可以被视为彼此“可操作性耦合”以实现期望功能。可操作性耦合的具体实例包含但不限于可物理配合和/或物理交互性组件、和/或可无线交互和/或无线交互性组件、和/或逻辑交互性和/或可逻辑交互组件、和/或电交互性组件、和/或可电交互组件、和/或光学交互性组件和/或可光学交互组件。

在其它实例中，一或多个组件在本文中可以被称为“被配置成”、“可配置成”、“能操作/可操作以”、“被适配/可适配”、“能够”、“可适形/被适形成”等。本领域的技术人员将认识到，“被配置成”通常可以涵盖活动状态组件和/或不活动状态组件和/或备用状态组件，除非上下文另有要求。

虽然已经示出并且描述了本公开的特定方面，但对于本领域的技术人员而言显而易见的是，基于本文的教导，在不脱离本文所描述的主题及其更广方面的情况下可以做出改变和修改，并且因此，所附权利要求的范围内将涵盖处于本文所描述的主题的真实范围内的所有此类改变和修改。本领域的技术人员将理解，一般来说，本文使用的术语，尤其是在所附权利要求(例如，所附权利要求的主体)中使用的术语，通常旨在作为“开放式”术语(例如，术语“包含(including)”应被解释为“包含但不限于”，术语“具有”应被解释为“至少具有”，术语“包含(includes)”应被解释为“包含但不限于”等)。本领域的技术人员将进一步理解，如果意图在于特定数量的一种所引入权利要求陈述，则将在所述权利要求中明确陈述这种意图，并且在不存在此类陈述的情况下，不存在此类意图。例如，为了帮助理解，以下所附权利要求可以含有使用引入性短语“至少一个”和“一或多个”来引入权利要求陈述。然而，此类短语的使用不应被解释为暗示通过不定冠词“一个、一种(a、an)”引入的权利要求陈述将含有此类所引入权利要求陈述的任何特定权利要求限制于仅含有一个此类陈述的权利要求，甚至当同一权利要求包含引入性短语“一或多个”或“至少一个”以及如“一个、一种”等不定冠词时，亦是如此(例如，“一个”和/或“一种”通常应被解释为意为“至少一个”或“一或多个”)；对于用于引入权利要求陈述的定冠词的使用也是如此。

另外，即使明确陈述了特定数量的所引入权利要求陈述，本领域的技术人员也应意识到，此类陈述通常应当解释为意指至少所陈述数量(例如，在没有其它修饰语的情况下，仅陈述“两个陈述”通常意指至少两个陈述或两个或两个以上的陈述)。此外，在使用类似于“A、B和C等中的至少一个”的惯用语的那些情况下，一般来说，此类构造的意图在于本领域的技术人员将理解所述惯用语(例如，“具有A、B和C中的至少一个的系统”将包含但不限于仅具有A、仅具有B、仅具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C和/或具有A、B和C等的系统)。在使用类似于“A、B或C等中的至少一个”的惯用语的那些情况下，一般来说，此类构造的意图在于本领域的技术人员将理解所述惯用语(例如，“具有A、B或C中的至少一个的系统”将包含但不限于仅具有A、仅具有B、仅具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C和/或具有A、B和C等的系统)。本领域的技术人员将进一步理解的是，通常，无论是在说明书、权利要求还是附图中，呈现两个或两个以上替代性术语的分隔性词语或短语都应被理解为考虑了包含所述术语之一、所述术语中的任一术语或两个术语的可能性，除非上下文另有说明。例如，短语“A或B”通常应被理解为包含“A”或“B”或“A和B”的可能性。

关于所附权利要求，本领域的技术人员将了解，其中所叙述的操作总体上可以以任何顺序执行。此外，尽管以一或多个序列呈现了各种操作流，但应当理解，可以用不同于所展示顺序的其它顺序执行各种操作，或者可以同时执行各种操作。此类替代性排序的实例可以包括重叠、交错、中断、重排序、递增、预备、补充、同时、颠倒或者其它变化的排序，除非上下文另有规定。此外，如“响应于”、“与……有关”或其它过去时态形容词等术语通常不意图排除此类变体，除非上下文另有规定。

值得注意的是，对“一方面(one aspect或an aspect)”或“一种形式(one form或aform)”的任何引用意味着结合所述方面描述的特定特征、结构或特性包含在至少一方面中。因此，在整个本说明书各处出现的短语“在一方面中(in one aspect或in an aspect)”或“在一种形式中(in one form或in an form)”不一定全都指代同一方面。此外，在一或多个方面中，可以以任何适合的方式组合特定特征、结构或特性。

关于本文中使用基本上任何复数和/或单数术语，本领域的技术人员可以从复数转换为单数和/或从单数转换为复数，如对于上下文和/或应用适当的。为了清楚起见，本文中未明确阐述各种单数/复数排列。

在某些情况下，可以在属地中发生系统或方法的使用，即使组件位于属地之外也是如此。例如，在分布式计算背景下，可以在属地中发生分布式计算系统的使用，即使系统的部分(例如，位于属地之外的中继器、服务器、处理器、信号承载媒体、发射计算机、接收计算机等)可能位于属地之外也是如此。

同样可以在属地中发生系统或方法的销售，即使系统或方法的组件位于属地之外和/或在属地之外使用也是如此。进一步地，在一个属地中实施用于执行方法的系统的至少一部分并不排除在另一属地中使用所述系统。

在本说明书中提及和/或在任何申请资料表中列出的所有以上提及的美国专利、美国专利申请公开物、美国专利申请、国外专利、国外专利申请和非专利出版物或任何其它公开材料都在不与本文冲突的程度上通过引用并入。如此，并且在必要的程度上，本文中明确阐述的公开内容取代通过引用并入的任何冲突性材料。被称为通过引用并入本文但与本文阐述的现有定义、声明或其它公开材料冲突的任何材料或其部分将仅在所述所并入材料与现有公开材料之间不产生冲突的程度上并入。

总之，已经描述了由采用本文所描述的概念而产生的许多益处。已经出于展示和描述的目的呈现了一或多种形式的以上描述。其不旨是详尽的或限制于所公开的确切形式。鉴于以上教导，可以进行修改和变化。选择并描述了所述一或多种形式以说明原理和实际应用，由此使本领域的普通技术人员能够利用各种形式并且进行适合于预期的特定用途的各种修改。意图在于随本本文提交的权利要求限定整体范围。

以下带编号的实例中列出了本文描述的主题的各个方面：

实例1.一种光子源，其包括：

衬底，所述衬底限定平面表面；

聚焦透镜，所述聚焦透镜安置在所述平面表面上方，所述聚焦透镜限定接收角；以及

多个光源，其中每个光源包括：

反射镜，所述反射镜安置在所述衬底上，所述反射镜具有相对于所述衬底的所述平面表面限定第一预定角度的反射表面，其中所述反射表面被配置成相对于所述衬底的所述平面表面以第二预定角度使入射在所述反射表面上的经准直光束反射远离所述衬底的所述平面表面；以及

光发射器，所述光发射器安置在所述衬底上，其中所述光发射器沿光轴与所述反射镜光学对准并且被配置成沿所述光轴发射所述经准直光束，

其中所述反射镜被配置成在所述聚焦透镜的所述接收角内反射所述经准直光束；

其中多个反射镜共同包括所述多个光源的每个反射镜，并且所述多个反射镜以限定第一直径的第一环状配置布置，其中所述聚焦透镜安置在所述多个反射镜的所述第一环状配置上方，

其中多个光发射器共同包括所述多个光源的每个光发射器，并且所述多个光发射器以限定第二直径的第二环状配置布置，并且

其中所述第一直径小于所述第二直径，并且所述第二环状配置与所述第一环状配置同心。

实例2.根据实例1所述的光子源，其中所述多个光源中的每个光源的所述光发射器包括：

激光二极管，所述激光二极管被配置成从输出琢面发射光束；

第一准直透镜，所述第一准直透镜与所述激光二极管光学对准，其中所述第一准直透镜被配置成在第一方向上准直从所述激光二极管发射的所述光束；以及

第二准直透镜，所述第二准直透镜与所述第一准直透镜和所述输出琢面光学对准，其中所述第二准直透镜被配置成在第二方向上准直从所述第一准直透镜发射的所述光束并且沿所述光轴透射经准直光束。

实例3.根据实例2所述的光子源，其中每个激光二极管安装在所述衬底上，并且所述衬底被配置成消散每个激光二极管在每个激光二极管接收电功率时产生的热。

实例4.根据实例2到3中任一或多个实例所述的光子源，其中每个激光二极管发射的每个所发射光束的波长为200nm到2000nm。

实例5.根据实例2到4中任一或多个实例所述的光子源，其中所述第一准直透镜是快轴准直透镜，并且所述第二准直透镜是慢轴准直透镜。

实例6.根据实例1到5中任一或多个实例所述的光子源，其中所述多个光源对称布置在所述衬底的所述平面表面上。

实例7.根据实例6所述的光子源，其中所述多个光源具有正交于所述衬底的所述平面表面的N折式旋转对称轴，其中N是范围为2到50的整数。

实例8.根据实例1到7中任一或多个实例所述的光子源，其中所述衬底限定圆形周边。

实例9.根据实例1到7中任一或多个实例所述的光子源，其中所述衬底限定包括多条边的多边形周边。

实例10.根据实例9所述的光子源，其中所述多条边的范围为2到50。

实例11.根据实例9到10中任一或多个实例所述的光子源，其中所述多个光源的每个光发射器被安置成邻近所述多边形周边的所述多条边之一。

实例12.根据实例1到11中任一或多个实例所述的光子源，其中所述多个反射镜以圆柱形布置。

实例13.根据实例1到12中任一或多个实例所述的光子源，其中所述多个光发射器以圆柱形布置。

实例14.根据实例2到13中任一或多个实例所述的光子源，其中所述第一准直透镜被配置成在竖直方向上准直所述光束，并且所述第二准直透镜被配置成在水平方向上准直从所述第一准直透镜发射的所述光束。

实例15.根据实例1到14中任一或多个实例所述的光子源，其进一步包括光耦合器，所述光耦合器被配置成在第一耦合器表面处接收所述聚焦透镜的光输出并且在第二耦合器表面处接收光纤电缆的端部。

实例16.根据实例1到15中任一或多个实例所述的光子源，其中所述多个光源的每个反射镜包括安置在所述衬底的所述平面表面上的多边形棱锥的边，所述多边形棱锥具有限定第一直径的基部。

实例17.一种光子源，其包括：

衬底，所述衬底限定平面表面；

多个光源，其中每个光源包括：

反射镜，所述反射镜安置在所述衬底上，所述反射镜具有相对于所述衬底的所述平面表面限定第一预定角度的反射表面，其中所述反射表面被配置成相对于所述衬底的所述平面表面以第二预定角度使入射在所述反射表面上的经准直光束反射远离所述衬底的所述平面表面；

第一光发射器，所述第一光发射器安置在所述衬底上，其中所述第一光发射器沿光轴与所述反射镜光学对准并且被配置成沿所述光轴发射第一所发射光束；

第二光发射器，所述第二光发射器安置在所述衬底上，其中所述第二光发射器被配置成发射第二所发射光束；以及

光组合器，所述光组合器被配置成组合所述第一所发射光束和所述第二所发射光束以形成所述经准直光束，其中所述经准直光束沿所述光轴引导，

其中多个第一光发射器共同包括所述多个光源的每个第一光发射器，并且所述多个第一光发射器以限定第二直径的第二环状配置布置，

其中多个第二光发射器共同包括所述多个光源的每个第二光发射器，并且所述多个第二光发射器以限定第三直径的第三环状配置布置，并且

其中所述第一直径小于所述第二直径，所述第二直径小于所述第三直径，并且所述第二环状配置和所述第三环状配置中的每种环状配置与所述第一环状配置同心。

实例18.根据实例17所述的光子源，其中所述多个光源中的每个光源的所述第一光发射器包括：

第一激光二极管，所述第一激光二极管被配置成从第一输出琢面发射第一光束；

第一快轴透镜，所述第一快轴透镜与所述第一激光二极管光学对准，其中所述第一快轴准直透镜被配置成准直从所述第一激光二极管发射的所述第一光束；以及

第一慢轴准直透镜，所述第一慢轴准直透镜与所述第一快轴准直透镜和所述第一输出琢面光学对准，其中所述第一慢轴准直透镜被配置成沿所述光轴准直从所述第一快轴准直透镜发射的光束并且透射所述第一所发射光束。

实例19.根据实例17到18中任一或多个实例所述的光子源，其中所述多个光源中的每个光源的所述第二光发射器包括：

第二激光二极管，所述第二激光二极管被配置成从第二输出琢面发射第二光束；

第二快轴准直透镜，所述第二快轴准直透镜与所述第二激光二极管光学对准，其中所述第二快轴准直透镜被配置成准直从所述第二激光二极管发射的所述第二光束；以及

第二慢轴准直透镜，所述第二慢轴准直透镜与所述第二快轴准直透镜和所述第二输出琢面光学对准，其中所述第二慢轴准直透镜被配置成准直从所述第二准直透镜发射的光束并且透射所述第二所发射光束。

实例20.根据实例17到19中任一或多个实例所述的光子源，其中所述多个光源对称布置在所述衬底的所述平面表面上。

实例21.根据实例20所述的光子源，其中所述多个光源具有正交于所述衬底的所述平面表面的N折式旋转对称轴，其中N是范围为2到50的整数。

实例22.根据实例17到21中任一或多个实例所述的光子源，其中所述多个光源中的每个光源的所述光组合器包括偏振光束转换器，所述偏振光束转换器包括半波片和偏振光束组合器，并且其中所述光组合器沿所述光轴安置。

实例23.根据实例22所述的光子源，其中所述多个光源中的每个光源进一步包括耦合镜，所述耦合镜被配置成沿不同于所述光轴的轴线将来自所述第二光发射器的所述第二所发射光束反射到所述偏振光束组合器。

实例24.根据实例17到23中任一或多个实例所述的光子源，其中所述多个反射镜以圆柱形布置。

实例25.根据实例17到124中任一或多个实例所述的光子源，其中所述多个第一光发射器以圆柱形布置。

实例26.根据实例17到25中任一或多个实例所述的光子源，其中所述多个第二光发射器以圆柱形布置。

实例27.根据实例17到26中任一或多个实例所述的光子源，其进一步包括光耦合器，所述光耦合器被配置成在第一耦合器表面处接收所述聚焦透镜的光输出并且在第二耦合器表面处接收光纤电缆的端部。

实例28.一种光子源，其包括：

聚焦透镜，所述聚焦透镜限定接收角；以及

多个光源层，其中每个光源层包括：

环形衬底，所述环形衬底具有内半径、平面表面和与所述平面表面正交的环形衬底轴；以及

多个光源，其中每个光源包括：

其中多个反射镜共同包括所述多个光源的每个反射镜，并且所述多个反射镜以限定第一直径的第一环状配置布置，

其中所述第一直径小于所述第二直径，所述第一直径大于所述内半径的二倍，并且所述第二环状配置与所述第一环状配置同心，

其中所述多个光源层包括光源层竖直阵列，并且所述聚焦透镜安置在所述光源层竖直阵列上方。

实例29.根据实例28所述的光子源，其中所述竖直阵列具有竖直阵列轴，并且每条环形衬底轴与所述竖直阵列轴同轴。

实例30.根据实例28到29中任一或多个实例所述的光子源，其中所述多个光源层的第一环形衬底具有第一半径，所述多个光源层的第二环形衬底具有第二半径，并且所述第一半径等于所述第二半径。

实例31.根据实例28到30中任一或多个实例所述的光子源，其中所述多个光源层的第一环形衬底具有第一半径，所述多个光源层的第二环形衬底具有第二半径，并且所述第一半径不同于所述第二半径。

实例32.根据实例28到31中任一或多个实例所述的光子源，其中所述多个光源层包括2到10个光源层。

实例33.根据实例28到32中任一或多个实例所述的光子源，其中所述竖直阵列包括多个等间隔光源层。

实例34.根据实例33所述的光子源，其中所述竖直阵列中的任何两个邻近光源层间隔开范围介于5mm与30mm之间的距离。

实例35.根据实例28到34中任一或多个实例所述的光子源，其中所述竖直阵列具有顶部光源层，并且所述聚焦透镜与所述顶部光源层的所述平面表面相距范围介于25mm与100mm之间的距离。

实例36.根据实例28到35中任一或多个实例所述的光子源，其进一步包括光耦合器，所述光耦合器被配置成在第一耦合器表面处接收所述聚焦透镜的光输出并且在第二耦合器表面处接收光纤电缆的端部。

Claims

1.一种光子源，其包括：

衬底，所述衬底限定平面表面；

多个光源，其中每个光源包括：

2.根据权利要求1所述的光子源，其中所述多个光源中的每个光源的所述光发射器包括：

3.根据权利要求2所述的光子源，其中每个激光二极管安装在所述衬底上，并且所述衬底被配置成消散每个激光二极管在每个激光二极管接收电功率时产生的热。

4.根据权利要求2所述的光子源，其中每个激光二极管发射的每个所发射光束的波长为200nm到2000nm。

5.根据权利要求2所述的光子源，其中所述第一准直透镜是快轴准直透镜，并且所述第二准直透镜是慢轴准直透镜。

6.根据权利要求1所述的光子源，其中所述多个光源对称布置在所述衬底的所述平面表面上。

7.根据权利要求6所述的光子源，其中所述多个光源具有正交于所述衬底的所述平面表面的N折式旋转对称轴，其中N是范围为2到50的整数。

8.根据权利要求1所述的光子源，其中所述衬底限定圆形周边。

9.根据权利要求1所述的光子源，其中所述衬底限定包括多条边的多边形周边。

10.根据权利要求9所述的光子源，其中所述多条边的范围为2到50。

11.根据权利要求9所述的光子源，其中所述多个光源的每个光发射器被安置成邻近所述多边形周边的所述多条边之一。

12.根据权利要求1所述的光子源，其中所述多个反射镜以圆柱形布置。

13.根据权利要求1所述的光子源，其中所述多个光发射器以圆柱形布置。

14.根据权利要求2所述的光子源，其中所述第一准直透镜被配置成在竖直方向上准直所述光束，并且所述第二准直透镜被配置成在水平方向上准直从所述第一准直透镜发射的所述光束。

15.根据权利要求1所述的光子源，其进一步包括光耦合器，所述光耦合器被配置成在第一耦合器表面处接收所述聚焦透镜的光输出并且在第二耦合器表面处接收光纤电缆的端部。

16.根据权利要求1所述的光子源，其中所述多个光源的每个反射镜包括安置在所述衬底的所述平面表面上的多边形棱锥的边，所述多边形棱锥具有限定第一直径的基部。

17.一种光子源，其包括：

衬底，所述衬底限定平面表面；

多个光源，其中每个光源包括：

18.根据权利要求17所述的光子源，其中所述多个光源中的每个光源的所述第一光发射器包括：

19.根据权利要求17所述的光子源，其中所述多个光源中的每个光源的所述第二光发射器包括：

20.根据权利要求17所述的光子源，其中所述多个光源对称布置在所述衬底的所述平面表面上。

21.根据权利要求20所述的光子源，其中所述多个光源具有正交于所述衬底的所述平面表面的N折式旋转对称轴，其中N是范围为2到50的整数。

22.根据权利要求17所述的光子源，其中所述多个光源中的每个光源的所述光组合器包括偏振光束转换器，所述偏振光束转换器包括半波片和偏振光束组合器，并且其中所述光组合器沿所述光轴安置。

23.根据权利要求22所述的光子源，其中所述多个光源中的每个光源进一步包括耦合镜，所述耦合镜被配置成沿不同于所述光轴的轴线将来自所述第二光发射器的所述第二所发射光束反射到所述偏振光束组合器。

24.根据权利要求17所述的光子源，其中所述多个反射镜以圆柱形布置。

25.根据权利要求17所述的光子源，其中所述多个第一光发射器以圆柱形布置。

26.根据权利要求17所述的光子源，其中所述多个第二光发射器以圆柱形布置。

27.根据权利要求17所述的光子源，其进一步包括光耦合器，所述光耦合器被配置成在第一耦合器表面处接收所述聚焦透镜的光输出并且在第二耦合器表面处接收光纤电缆的端部。

28.一种光子源，其包括：

聚焦透镜，所述聚焦透镜限定接收角；以及

多个光源层，其中每个光源层包括：

多个光源，其中每个光源包括：

29.根据权利要求28所述的光子源，其中所述竖直阵列具有竖直阵列轴，并且每条环形衬底轴与所述竖直阵列轴同轴。

30.根据权利要求28所述的光子源，其中所述多个光源层的第一环形衬底具有第一半径，所述多个光源层的第二环形衬底具有第二半径，并且所述第一半径等于所述第二半径。

31.根据权利要求28所述的光子源，其中所述多个光源层的第一环形衬底具有第一半径，所述多个光源层的第二环形衬底具有第二半径，并且所述第一半径不同于所述第二半径。

32.根据权利要求28所述的光子源，其中所述多个光源层包括2到10个光源层。

33.根据权利要求28所述的光子源，其中所述竖直阵列包括多个等间隔光源层。

34.根据权利要求33所述的光子源，其中所述竖直阵列中的任何两个邻近光源层间隔开范围介于5mm与30mm之间的距离。

35.根据权利要求28所述的光子源，其中所述竖直阵列具有顶部光源层，并且所述聚焦透镜与所述顶部光源层的所述平面表面相距范围介于25mm与100mm之间的距离。

36.根据权利要求28所述的光子源，其进一步包括光耦合器，所述光耦合器被配置成在第一耦合器表面处接收所述聚焦透镜的光输出并且在第二耦合器表面处接收光纤电缆的端部。