CN115592259A - 一种蓝光半导体激光器光学模组 - Google Patents
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Abstract
本发明具体涉及一种蓝光半导体激光器光学模组，通过四个相同规格的蓝光半导体激光器、分别快慢轴准直进行光束的整形，两个蓝光半导体激光器为一组，分别进行空间合束合成一束光，其中一组光束经过空间位置的转换，由机械结构固定，使两组光束的偏振方向垂直，通过偏振合束镜将两组光束合成一束光，本方案可省去半波片，依靠机械结构设计通过空间转换改变偏振方向；本方案合光光束经过聚焦镜后焦点为点状，远离焦点能量分布均匀，光束切割、雕刻不同方向上切缝、雕蚀宽度近似相等，可确保零部件加工精度；壳体机械结构设计一体化，可确保光路的稳定性，即可保证零部件加工精度的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及激光器制造技术领域，具体涉及一种蓝光半导体激光器光学模组。
背景技术
蓝光半导体激光器输出的波长在400nm～500nm范围，获得蓝光半导体激光方法有三种，一种是直接发射蓝光的激光二极管LD，一种是LD倍频的蓝色光源，一种是LD泵浦通过非线性光学手段获得的蓝色激光器。蓝光半导体激光器一般采用GaN类半导体材料直接获得蓝光激光。由于半导体有源层自身结构的特性，导致光束在快轴方向上发散角大(30°～70°)，在慢轴方向上发散角小(5°～25°)，蓝光半导体激光器输出光束特性如图1所示，光束为线偏振光，偏振方向与慢轴方向相同。对于快轴方向由于其光束质量接近于衍射极限，其理论模型定义为基模高斯光束；对于慢轴方向由于其发散角小但光束较宽，故其理论模型定义为超高斯光束。光束经过快慢轴分别准直后，可改善光束质量，小的发散角和较好的光束质量有利于光束合光，才能在工业加工、医疗等领域中发挥更大的作用。
现有方案1，20W蓝光激光器应用4支5.5W蓝光半导体激光器，准直后采用空间合束的方式进行合光。其中每支蓝光半导体激光器光束准直后光斑呈现一字形(光斑尺寸长宽比约为4)，每支准直后的蓝光半导体激光器光束经过阶梯式放置的反射镜合成一束光，光斑图样如图2所示。应用该种方式合光后的光束经过聚焦镜，虽焦点位置处光斑为点状，但远离焦点光斑逐渐变大，光斑图样如图2所示，快慢轴两方向上光能分布不均，这将会导致光束切割、雕刻不同方向上切缝、雕蚀宽度不等，影响零部件加工精度。
现有方案2，20W蓝光激光器应用4支5.5W蓝光半导体激光器，分别准直后其中两支蓝光半导体激光器采用空间合束的方式进行合光；其余两支蓝光半导体激光器依次采用空间合束的方式进行合光，此合光后的光束经过半波片或者经过多片反射镜进行改变此光束的偏振态，再通过偏振合束镜与之前的合光光束进行合光。其中每支蓝光半导体激光器光束准直后光斑呈现矩形(光斑尺寸长宽比约为1～2)，4支蓝光半导体激光器合光后的光束光斑图样如图3所示。应用该种方式合光后的光束经过聚焦镜，虽焦点位置处光斑为点状，但远离焦点光斑逐渐变大，光斑图样如图3所示，快慢轴两方向上光能分布不均，这将会导致光束切割、雕刻不同方向上切缝、雕蚀宽度不等，影响零部件加工精度。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有的方案导致快慢轴两方向上光能分布不均产生光束切割、雕刻不同方向上切缝、雕蚀宽度不等，影响零部件加工精度的缺陷，从而提供一种蓝光半导体激光器光学模组。
一种蓝光半导体激光器光学模组，包括壳体、四个蓝光半导体激光器、四个SAC平凹柱面镜、四个SAC平凸柱面镜、六个平面反射镜、偏振合束镜和聚焦镜；
所述壳体后端设有第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽和第四凹槽，第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽和第四凹槽内分别固连有第一蓝光半导体激光器、第二蓝光半导体激光器、第三蓝光半导体激光器和第四蓝光半导体激光器；第一蓝光半导体激光器的慢轴方向和第二蓝光半导体激光器的慢轴方向平行，且这两个慢轴方向还与第一凹槽和第二凹槽所构成的平面平行；第三蓝光半导体激光器的慢轴和第四蓝光半导体激光器的慢轴方向平行，且这两个慢轴方向与第一蓝光半导体激光器的慢轴方向和第二蓝光半导体激光器的慢轴方向平行；
所述壳体前端设有四个通孔，四个所述通孔分别与第一蓝光半导体激光器、第二蓝光半导体激光器、第三蓝光半导体激光器和第四蓝光半导体激光器相通；
所述壳体的三个侧面分别设有凹槽，靠近第一蓝光半导体激光器和第二蓝光半导体激光器一侧的凹槽内设置有第一SAC平凹柱面镜、第二SAC平凹柱面镜、第一SAC平凸柱面镜、第二SAC平凸柱面镜、第一平面反射镜和第二平面反射镜，在该凹槽远离第一蓝光半导体激光器和第二蓝光半导体激光器的一侧还设有另一个凹槽，该凹槽内设有偏振合束镜和第五平面反射镜，且两个凹槽之间设有两个通孔；第一蓝光半导体激光器、第一SAC平凹柱面镜、第一SAC平凸柱面镜、第一平面反射镜和第五平面反射镜依次排列；第二蓝光半导体激光器、第二SAC平凹柱面镜、第二SAC平凸柱面镜、第二平面反射镜和偏振合束镜依次排列；
靠近第三蓝光半导体激光器和第四蓝光半导体激光器一侧的凹槽内设置有第三SAC平凹柱面镜、第四SAC平凹柱面镜、第三SAC平凸柱面镜、第四SAC平凸柱面镜、第三平面反射镜和第四平面反射镜，第三蓝光半导体激光器、第三SAC平凹柱面镜、第三SAC平凸柱面镜和第三平面反射镜依次排列；第四蓝光半导体激光器、第四SAC平凹柱面镜、第四SAC平凸柱面镜和第四平面反射镜依次排列；
另一个侧面的凹槽内设置有第六平面反射镜，该面的凹槽与另外两侧侧面的凹槽之间都设有通孔；
所述聚焦镜通过压圈固定在壳体前端上。
进一步，所述光学模组还包括散热件，所述散热件固连在壳体的后端，所述散热件上设有第一凸、第二凸台、第三凸台和第四凸台，第一凸台、第二凸台、第三凸台和第四凸台上对应设有第一腰形通孔、第二腰形通孔、第三腰形通孔和第四腰形通孔，第一凸台、第二凸台、第三凸台和第四凸台分别与第一蓝光半导体激光器、第二蓝光半导体激光器、第三蓝光半导体激光器和第四蓝光半导体激光器贴合，所述第一蓝光半导体激光器的尾端电极柱、第二蓝光半导体激光器的尾端电极柱、第三蓝光半导体激光器的尾端电极柱和第四蓝光半导体激光器的尾端电极柱分别穿过第一腰形通孔、第二腰形通孔、第三腰形通孔和第四腰形通孔。
进一步，所述散热件与四个蓝光半导体激光器之间的空隙填充有导热硅脂。
进一步，所述第一蓝光半导体激光器的尾端电极柱、第二蓝光半导体激光器的尾端电极柱、第三蓝光半导体激光器的尾端电极柱和第四蓝光半导体激光器的尾端电极柱都远离壳体中心方向固定。
进一步，所述光学模组还包括三个密封盖，分别为第一密封盖、第二密封盖和第三密封盖，三个密封盖分别固定在壳体三个侧面的凹槽内，三个所述密封盖与对应的凹槽边缘处进行点胶密封。
进一步，所述第一蓝光半导体激光器、第二蓝光半导体激光器、第三蓝光半导体激光器和第四蓝光半导体激光器都为5W～6W规格TO封装结构激光器，都装有快轴准直镜，慢轴发散角为0.85±0.2°。
进一步，所述聚焦镜的中心轴与第一蓝光半导体激光器和第二蓝光半导体激光器空间合束后的光束中心轴在第二蓝光半导体激光器慢轴方向向壳体中心方向偏移0.63±0.05mm。
进一步，所述第一凹槽的尺寸、第二凹槽的尺寸、第三凹槽的尺寸和第四凹槽的尺寸与对应的蓝光半导体激光器的尺寸差＜0.05μm。
进一步，所述第一蓝光半导体激光器、第二蓝光半导体激光器、第三蓝光半导体激光器和第四蓝光半导体激光器都为5W～6W规格TO封装结构激光器，激光器快轴发散角为50±5°，慢轴发散角为10±5°。
进一步，所述光学模组还包括四个FAC平凸柱面镜，分别为第一FAC平凸柱面镜、第二FAC平凸柱面镜、第三FAC平凸柱面镜和第四FAC平凸柱面镜；第一FAC平凸柱面镜设置在第一蓝光半导体激光器和第一SAC平凹柱面镜之间，第二FAC平凸柱面镜设置在第二蓝光半导体激光器和第二SAC平凹柱面镜之间，第三FAC平凸柱面镜设置在第三蓝光半导体激光器和第三SAC平凹柱面镜之间，第四FAC平凸柱面镜设置在第四蓝光半导体激光器和第四SAC平凹柱面镜之间。
本发明的技术方案可省去半波片，依靠机械结构设计通过空间转换改变偏振方向；本发明的技术方案合光光束经过聚焦镜后焦点为点状，远离焦点能量分布均匀，光束切割、雕刻不同方向上切缝、雕蚀宽度近似相等，可确保零部件加工精度；壳体机械结构设计一体化，可确保光路的稳定性，即可保证零部件加工精度的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为蓝光半导体激光器输出光束特性示意图；
图2为现有方案一-20W光斑图样；
图3为现有方案二-20W光斑图样；
图4为本方案20W光学模组方案框图；
图5为本方案20W光斑图样；
图6为本方案三维结构外观模型图；
图7为本方案三维结构内部模型图；
图8为本方案壳体和散热件三维模型图；
图9为方案实施例一模型的六视图；
图10为第一蓝光半导体激光器和第二蓝光半导体激光器合束光斑图样视图；
图11为第三蓝光半导体激光器和第四蓝光半导体激光器合束光斑图样视图；
图12为第三蓝光半导体激光器和第四蓝光半导体激光器合束空间转换光斑图样视图；
图13为本方案实施例二的六视图；
附图标记说明：
1-1第一蓝光半导体激光器； 1-2第二蓝光半导体激光器；
1-3第三蓝光半导体激光器； 1-4第四蓝光半导体激光器；
2-1散热件； 2-11第一腰形通孔； 2-12第二腰形通孔；
2-13第三腰形通孔； 2-14第四腰形通孔； 2-2螺钉；
2-21第一凸台； 2-22第二凸台； 2-23第三凸台；
2-24第四凸台； 2-3连接孔； 2-4第一密封盖；
2-5第二密封盖； 2-6第三密封盖； 3-1第一SAC平凹柱面镜；
3-2第二SAC平凹柱面镜； 3-3第三SAC平凹柱面镜；
3-4第四SAC平凹柱面镜； 4-1第一SAC平凸柱面镜；
4-2第二SAC平凸柱面镜； 4-3第三SAC平凸柱面镜；
4-4第四SAC平凸柱面镜； 5-1第一平面反射镜；
5-2第二平面反射镜； 5-3第三平面反射镜；
5-4第四平面反射镜； 6-1偏振合束镜；
6-2第五平面反射镜； 6-3第六平面反射镜；
7-1第一凹槽； 7-2第二凹槽； 7-3第三凹槽；
7-4第四凹槽； 7-5螺纹孔； 8-1压圈；
8-2聚焦镜； 8-3壳体； 9-1第一FAC平凸柱面镜；
9-2第二FAC平凸柱面镜； 9-3第三FAC平凸柱面镜；
9-4第四FAC平凸柱面镜；
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例一：请参阅图4、6至9，一种蓝光半导体激光器光学模组，包括壳体8-3、四个蓝光半导体激光器、四个SAC平凹柱面镜、四个SAC平凸柱面镜、六个平面反射镜、偏振合束镜6-1和聚焦镜8-2；
所述壳体8-3后端设有第一凹槽7-1、第二凹槽7-2、第三凹槽7-3和第四凹槽7-4，第一凹槽7-1、第二凹槽7-2、第三凹槽7-3和第四凹槽7-4内分别固连有第一蓝光半导体激光器1-1、第二蓝光半导体激光器1-2、第三蓝光半导体激光器1-3和第四蓝光半导体激光器1-4；第一蓝光半导体激光器1-1的慢轴方向和第二蓝光半导体激光器1-2的慢轴方向平行，且这两个慢轴方向还与第一凹槽7-1和第二凹槽7-2所构成的平面平行，第一蓝光半导体激光器1-1和第二蓝光半导体激光器1-2慢轴方向可通过光斑分析仪测试确定方向，方向调整完后应用紫外固化胶固定；第三蓝光半导体激光器1-3的慢轴和第四蓝光半导体激光器1-4的慢轴方向平行，且这两个慢轴方向与第一蓝光半导体激光器1-1的慢轴方向和第二蓝光半导体激光器1-2的慢轴方向平行，第三蓝光半导体激光器1-3的慢轴和第四蓝光半导体激光器1-4的慢轴方向可通过光斑分析仪测试确定方向，方向调整完后应用紫外固化胶固定；
所述壳体8-3前端设有四个通孔，四个所述通孔分别与第一蓝光半导体激光器1-1、第二蓝光半导体激光器1-2、第三蓝光半导体激光器1-3和第四蓝光半导体激光器1-4相通；用以检测光束方向和尺寸；
所述壳体8-3的三个侧面分别设有凹槽，靠近第一蓝光半导体激光器1-1和第二蓝光半导体激光器1-2一侧的凹槽内设置有第一SAC平凹柱面镜3-1、第二SAC平凹柱面镜3-2、第一SAC平凸柱面镜4-1、第二SAC平凸柱面镜4-2、第一平面反射镜5-1和第二平面反射镜5-2，在该凹槽远离第一蓝光半导体激光器1-1和第二蓝光半导体激光器1-2的一侧还设有另一个凹槽，该凹槽内设有偏振合束镜6-1和第五平面反射镜6-2，且两个凹槽之间设有两个通孔；第一蓝光半导体激光器1-1、第一SAC平凹柱面镜(3-1)、第一SAC平凸柱面镜4-1、第一平面反射镜5-1和第五平面反射镜6-2依次排列；第二蓝光半导体激光器1-2、第二SAC平凹柱面镜3-2、第二SAC平凸柱面镜4-2、第二平面反射镜5-2和偏振合束镜6-1依次排列；
靠近第三蓝光半导体激光器1-3和第四蓝光半导体激光器1-4一侧的凹槽内设置有第三SAC平凹柱面镜3-3、第四SAC平凹柱面镜3-4、第三SAC平凸柱面镜4-3、第四SAC平凸柱面镜4-4、第三平面反射镜5-3和第四平面反射镜5-4，第三蓝光半导体激光器1-3、第三SAC平凹柱面镜3-3、第三SAC平凸柱面镜4-3和第三平面反射镜5-3依次排列；第四蓝光半导体激光器1-4、第四SAC平凹柱面镜3-4、第四SAC平凸柱面镜4-4和第四平面反射镜5-4依次排列；
另一个侧面的凹槽内设置有第六平面反射镜6-3，该面的凹槽与另外两侧侧面的凹槽之间都设有通孔；
所述第一蓝光半导体激光器1-1、第二蓝光半导体激光器1-2、第三蓝光半导体激光器1-3和第四蓝光半导体激光器1-4都为5W～6W规格TO封装结构激光器，都装有快轴准直镜，慢轴发散角为0.85±0.2°。
四个蓝光半导体激光器分别固定在壳体8-3后端对应的凹槽中后，分别应用四个SAC平凹柱面镜和四个SAC平凸柱面镜所构成的镜组进行光束准直和整形。其中柱面镜应用石英(或H-K9L)材质，并要求度蓝光波段增透膜；其中每支蓝光半导体激光器光束准直后的光斑图样长宽比约为2倍关系，快轴光斑尺寸约为3mm，慢轴扩束准直整形后的光斑尺寸约为1.3mm。四个SAC平凹柱面镜和四个SAC平凸柱面镜位置应用装调工装进行调整位置，并配合光斑分析仪检测，位置确定后应用紫外固化胶固定。
对于第一蓝光半导体激光器1-1和第二蓝光半导体激光器1-2准直后的光束，第一蓝光半导体激光器1-1光束依次经过第一平面反射镜5-1和第二平面反射镜5-2边缘反射，第二蓝光半导体激光器1-2光束在第二平面反射镜5-2边缘掠过，两光束方向平行，光束能量中心间距约1.8mm，此时第一蓝光半导体激光器1-1和第二蓝光半导体激光器1-2准直后的两光束经过空间合束成一束光，光斑图样如图10所示。第一平面反射镜5-1和第二平面反射镜5-2位置应用装调工装进行调整位置，并配合光斑分析仪检测，位置确定后应用紫外固化胶固定。其中壳体8-3前端设置与合光光束同轴的腰形通孔，用以检测光束方向和尺寸。
对于第三蓝光半导体激光器1-3和第四蓝光半导体激光器1-4准直后的光束，第三蓝光半导体激光器1-3光束依次经过平面反射镜第三5-3和第四平面反射镜5-4边缘反射，第四蓝光半导体激光器1-4光束在第四平面反射镜5-4边缘掠过，两光束方向平行，光束能量中心间距约1.8mm，此时第三蓝光半导体激光器1-3和第四蓝光半导体激光器1-4准直后的两光束经过空间合束成一束光，光斑图样如图11所示。第三平面反射镜5-3和第四平面反射镜5-4位置应用装调工装进行调整位置，并配合光斑分析仪检测，位置确定后应用紫外固化胶固定。
对于第一蓝光半导体激光器1-1、第二蓝光半导体激光器1-2和第三蓝光半导体激光器1-3、第四蓝光半导体激光器1-4空间合束后的光束，第一蓝光半导体激光器1-1和第二蓝光半导体激光器1-2空间合束后的光束透过偏振合束镜6-1；第三蓝光半导体激光器1-3和第四蓝光半导体激光器1-4空间合束后的光束依次经过第六平面反射镜6-3、第五平面反射镜6-2和偏振合束镜6-1反射，光斑图样如图12所示，与第一蓝光半导体激光器1-1和第二蓝光半导体1-2空间合束后的光束透过偏振合束镜6-1的光束合成一束光，光斑图样如图5所示，其中偏振合束镜6-1应用石英材质，厚度2mm，并要求镀增透膜和偏振反射膜。偏振合束镜6-1和第五平面反射镜6-2、第六平面反射镜6-3位置应用装调工装进行调整位置，并配合光斑分析仪检测，位置确定后应用紫外固化胶固定。
四个蓝光半导体激光器经过光束准直、整形、空间合束、偏振合束合成一束光束后，透过聚焦镜8-2聚焦，其中焦距大小依据使用要求选择(如40mm～100mm)，所述聚焦镜8-2通过压圈8-1固定在壳体8-3前端上。
所述光学模组还包括散热件2-1，所述散热件2-1通过螺钉2-2将散热件的连接孔2-3与壳体8-3底部的螺纹孔7-4固连，以保证四个蓝光半导体激光器工作时的温度适宜，所述散热件2-1上设有第一凸台2-21、第二凸台2-22、第三凸台2-23和第四凸台2-24，第一凸台2-21、第二凸台2-22、第三凸台2-23和第四凸台2-24上对应设有第一腰形通孔2-11、第二腰形通孔2-12、第三腰形通孔2-13和第四腰形通孔2-14，第一凸台2-21、第二凸台2-22、第三凸台2-23和第四凸台2-24分别与第一蓝光半导体激光器1-1、第二蓝光半导体激光器1-2、第三蓝光半导体激光器1-3和第四蓝光半导体激光器1-4贴合，所述第一蓝光半导体激光器1-1的尾端电极柱、第二蓝光半导体激光器1-2的尾端电极柱、第三蓝光半导体激光器1-3的尾端电极柱和第四蓝光半导体激光器1-4的尾端电极柱分别穿过第一腰形通孔2-11、第二腰形通孔2-12、第三腰形通孔2-13和第四腰形通孔2-14。
所述散热件2-1与四个蓝光半导体激光器之间的空隙填充有导热硅脂，确保导热良好。
所述第一蓝光半导体激光器1-1的尾端电极柱、第二蓝光半导体激光器1-2的尾端电极柱、第三蓝光半导体激光器1-3的尾端电极柱和第四蓝光半导体激光器1-4的尾端电极柱都远离壳体8-3中心方向固定，可确保热量分散、散热件2-1有效散热、降低安装错误率；壳体8-3应用铝合金材质，散热件2-1应用铜材质。
所述光学模组还包括三个密封盖，分别为第一密封盖2-3、第二密封盖2-4和第三密封盖2-5，三个密封盖分别固定在壳体8-3三个侧面的凹槽内，三个所述密封盖与对应的凹槽边缘处进行点胶密封，用以保护光学镜片，防尘、防水汽等。
所述聚焦镜8-2的中心轴与第一蓝光半导体激光器1-1和第二蓝光半导体激光器1-2空间合束后的光束中心轴在第二蓝光半导体激光器1-2慢轴方向向壳体8-3中心方向偏移0.63±0.05mm，原因是光束透过偏振合束镜6-1会存在侧向偏移现象，并与厚度相关。
所述第一凹槽7-1的尺寸、第二凹槽7-2的尺寸、第三凹槽7-3的尺寸和第四凹槽7-4的尺寸与对应的蓝光半导体激光器的尺寸差＜0.05μm，高精度加工确保四个蓝光半导体激光器光束的方向性。
实施例二：如图13所示，所述第一蓝光半导体激光器1-1、第二蓝光半导体激光器1-2、第三蓝光半导体激光器1-3和第四蓝光半导体激光器1-4都为5W～6W规格TO封装结构激光器，激光器快轴发散角为50±5°，慢轴发散角为10±5°。
所述光学模组还包括四个FAC平凸柱面镜，分别为第一FAC平凸柱面镜9-1、第二FAC平凸柱面镜9-2、第三FAC平凸柱面镜9-3和第四FAC平凸柱面镜9-4；第一FAC平凸柱面镜9-1设置在第一蓝光半导体激光器1-1和第一SAC平凹柱面镜3-1之间，第二FAC平凸柱面镜9-2设置在第二蓝光半导体激光器1-2和第二SAC平凹柱面镜3-2之间，第三FAC平凸柱面镜9-3设置在第三蓝光半导体激光器1-3和第三SAC平凹柱面镜3-3之间，第四FAC平凸柱面镜9-4设置在第四蓝光半导体激光器1-4和第四SAC平凹柱面镜3-4之间；
四个蓝光半导体激光器分别固定在壳体8-3后端对应的凹槽中后，分贝应用四个FAC平凸柱面镜、四个SAC平凹柱面镜和四个SAC平凸柱面镜所构成的镜组进行光束准直和整形，其中柱面镜应用石英(或H-K9L)材质，并要求度蓝光波段增透膜；其中每支蓝光半导体激光器光束准直后的光斑图样长宽比约为2倍关系。四个FAC平凸柱面镜、四个SAC平凹柱面镜和四个SAC平凸柱面镜位置应用装调工装进行调整位置，并配合光斑分析仪检测，位置确定后应用紫外固化胶固定，后面过程与实施例一相同，在此不在赘述。
本发明的技术方案可省去半波片，依靠机械结构设计通过空间转换改变偏振方向；本发明的技术方案合光光束经过聚焦镜后焦点为点状，远离焦点能量分布均匀，光束切割、雕刻不同方向上切缝、雕蚀宽度近似相等，可确保零部件加工精度；壳体机械结构设计一体化，可确保光路的稳定性，即可保证零部件加工精度的稳定性.
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种蓝光半导体激光器光学模组，其特征在于，包括壳体(8-3)、四个蓝光半导体激光器、四个SAC平凹柱面镜、四个SAC平凸柱面镜、六个平面反射镜、偏振合束镜(6-1)和聚焦镜(8-2)；
所述壳体(8-3)后端设有第一凹槽(7-1)、第二凹槽(7-2)、第三凹槽(7-3)和第四凹槽(7-4)，第一凹槽(7-1)、第二凹槽(7-2)、第三凹槽(7-3)和第四凹槽(7-4)内分别固连有第一蓝光半导体激光器(1-1)、第二蓝光半导体激光器(1-2)、第三蓝光半导体激光器(1-3)和第四蓝光半导体激光器(1-4)；第一蓝光半导体激光器(1-1)的慢轴方向和第二蓝光半导体激光器(1-2)的慢轴方向平行，且这两个慢轴方向还与第一凹槽(7-1)和第二凹槽(7-2)所构成的平面平行；第三蓝光半导体激光器(1-3)的慢轴和第四蓝光半导体激光器(1-4)的慢轴方向平行，且这两个慢轴方向与第一蓝光半导体激光器(1-1)的慢轴方向和第二蓝光半导体激光器(1-2)的慢轴方向平行；
所述壳体(8-3)前端设有四个通孔，四个所述通孔分别与第一蓝光半导体激光器(1-1)、第二蓝光半导体激光器(1-2)、第三蓝光半导体激光器(1-3)和第四蓝光半导体激光器(1-4)相通；
所述壳体(8-3)的三个侧面分别设有凹槽，靠近第一蓝光半导体激光器(1-1)和第二蓝光半导体激光器(1-2)一侧的凹槽内设置有第一SAC平凹柱面镜(3-1)、第二SAC平凹柱面镜(3-2)、第一SAC平凸柱面镜(4-1)、第二SAC平凸柱面镜(4-2)、第一平面反射镜(5-1)和第二平面反射镜(5-2)，在该凹槽远离第一蓝光半导体激光器(1-1)和第二蓝光半导体激光器(1-2)的一侧还设有另一个凹槽，该凹槽内设有偏振合束镜(6-1)和第五平面反射镜(6-2)，且两个凹槽之间设有两个通孔；第一蓝光半导体激光器(1-1)、第一SAC平凹柱面镜(3-1)、第一SAC平凸柱面镜(4-1)、第一平面反射镜(5-1)和第五平面反射镜(6-2)依次排列；第二蓝光半导体激光器(1-2)、第二SAC平凹柱面镜(3-2)、第二SAC平凸柱面镜(4-2)、第二平面反射镜(5-2)和偏振合束镜(6-1)依次排列；
靠近第三蓝光半导体激光器(1-3)和第四蓝光半导体激光器(1-4)一侧的凹槽内设置有第三SAC平凹柱面镜(3-3)、第四SAC平凹柱面镜(3-4)、第三SAC平凸柱面镜(4-3)、第四SAC平凸柱面镜(4-4)、第三平面反射镜(5-3)和第四平面反射镜(5-4)，第三蓝光半导体激光器(1-3)、第三SAC平凹柱面镜(3-3)、第三SAC平凸柱面镜(4-3)和第三平面反射镜(5-3)依次排列；第四蓝光半导体激光器(1-4)、第四SAC平凹柱面镜(3-4)、第四SAC平凸柱面镜(4-4)和第四平面反射镜(5-4)依次排列；
另一个侧面的凹槽内设置有第六平面反射镜(6-3)，该面的凹槽与另外两侧侧面的凹槽之间都设有通孔；
所述聚焦镜(8-2)通过压圈(8-1)固定在壳体(8-3)前端上。
2.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述光学模组还包括散热件(2-1)，所述散热件(2-1)固连在壳体(8-3)的后端，所述散热件(2-1)上设有第一凸台(2-21)、第二凸台(2-22)、第三凸台(2-23)和第四凸台(2-24)，第一凸台(2-21)、第二凸台(2-22)、第三凸台(2-23)和第四凸台(2-24)上对应设有第一腰形通孔(2-11)、第二腰形通孔(2-12)、第三腰形通孔(2-13)和第四腰形通孔(2-14)，第一凸台(2-21)、第二凸台(2-22)、第三凸台(2-23)和第四凸台(2-24)分别与第一蓝光半导体激光器(1-1)、第二蓝光半导体激光器(1-2)、第三蓝光半导体激光器(1-3)和第四蓝光半导体激光器(1-4)贴合，所述第一蓝光半导体激光器(1-1)的尾端电极柱、第二蓝光半导体激光器(1-2)的尾端电极柱、第三蓝光半导体激光器(1-3)的尾端电极柱和第四蓝光半导体激光器(1-4)的尾端电极柱分别穿过第一腰形通孔(2-11)、第二腰形通孔(2-12)、第三腰形通孔(2-13)和第四腰形通孔(2-14)。
3.根据权利要求2所述的光学模组，其特征在于，所述散热件(2-1)与四个蓝光半导体激光器之间的空隙填充有导热硅脂。
4.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第一蓝光半导体激光器(1-1)的尾端电极柱、第二蓝光半导体激光器(1-2)的尾端电极柱、第三蓝光半导体激光器(1-3)的尾端电极柱和第四蓝光半导体激光器(1-4)的尾端电极柱都远离壳体(8-3)中心方向固定。
5.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述光学模组还包括三个密封盖，分别为第一密封盖(2-3)、第二密封盖(2-4)和第三密封盖(2-5)，三个密封盖分别固定在壳体(8-3)三个侧面的凹槽内，三个所述密封盖与对应的凹槽边缘处进行点胶密封。
6.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第一蓝光半导体激光器(1-1)、第二蓝光半导体激光器(1-2)、第三蓝光半导体激光器(1-3)和第四蓝光半导体激光器(1-4)都为5W～6W规格TO封装结构激光器，都装有快轴准直镜，慢轴发散角为0.85±0.2°。
7.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述聚焦镜(8-2)的中心轴与第一蓝光半导体激光器(1-1)和第二蓝光半导体激光器(1-2)空间合束后的光束中心轴在第二蓝光半导体激光器(1-2)慢轴方向向壳体(8-3)中心方向偏移0.63±0.05mm。
8.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第一凹槽(7-1)的尺寸、第二凹槽(7-2)的尺寸、第三凹槽(7-3)的尺寸和第四凹槽(7-4)的尺寸与对应的蓝光半导体激光器的尺寸差＜0.05μm。
9.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述第一蓝光半导体激光器(1-1)、第二蓝光半导体激光器(1-2)、第三蓝光半导体激光器(1-3)和第四蓝光半导体激光器(1-4)都为5W～6W规格TO封装结构激光器，激光器快轴发散角为50±5°，慢轴发散角为10±5°。
10.根据权利要求9所述的光学模组，其特征在于，所述光学模组还包括四个FAC平凸柱面镜，分别为第一FAC平凸柱面镜(9-1)、第二FAC平凸柱面镜(9-2)、第三FAC平凸柱面镜(9-3)和第四FAC平凸柱面镜(9-4)；第一FAC平凸柱面镜(9-1)设置在第一蓝光半导体激光器(1-1)和第一SAC平凹柱面镜(3-1)之间，第二FAC平凸柱面镜(9-2)设置在第二蓝光半导体激光器(1-2)和第二SAC平凹柱面镜(3-2)之间，第三FAC平凸柱面镜(9-3)设置在第三蓝光半导体激光器(1-3)和第三SAC平凹柱面镜(3-3)之间，第四FAC平凸柱面镜(9-4)设置在第四蓝光半导体激光器(1-4)和第四SAC平凹柱面镜(3-4)之间。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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