CN116365364A - 一种多波长激光束合束装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种多波长激光束合束装置，包括至少两个输入模块、至少两个第一扩束模块、一个合束模块和一个第二扩束模块；至少两个输入模块出射泵浦光束；至少两个第一扩束模块将泵浦光束准直并扩束为准直泵浦光束；合束模块将至少两个第一扩束模块出射的多个准直泵浦光束合束为多波长合束泵浦光束；第二扩束模块将多波长合束泵浦光束准直并扩束为多波长激光光束。本发明实施例将多波长的泵浦光束合束为一束，实现了高质量和高可靠性的合束多波长激光束的输出，提高了合束激光光束的整体功率，在光电对抗领域中，极大增强了合束激光光束的干扰能力。

Description

一种多波长激光束合束装置

技术领域

本发明实施例涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种多波长激光束合束装置。

背景技术

随着工业制造领域对高功率激光器的需求不断增加，光纤耦合半导体激光器因其具备结构紧凑、体积小、重量轻、功率密度高、电光效率高、性能稳定、寿命长等优点，被广泛使用，并不断追求着更大的功率，更高的亮度。

目前，单一泵浦源的设计普遍采用多路芯片光路在空间上叠加，通过光斑整形合束聚焦以提高输出功率，为满足更高功率更高亮度的需求，需要将多波长泵浦光通过在空间上的叠加合束，进而提高能量。但随着功率越来越大，结构越来越复杂，工艺难度越来越大。

发明内容

本发明实施例提供一种多波长激光束合束装置，以实现高质量、高功率和高可靠性的合束多波长激光束的输出。

本发明实施例提供了一种多波长激光束合束装置，包括至少两个输入模块、至少两个第一扩束模块、一个合束模块和一个第二扩束模块；

所述至少两个输入模块出射泵浦光束，其中，不同的所述输入模块出射的所述泵浦光束的波长不同；

所述至少两个输入模块通过光纤与所述至少两个第一扩束模块一一对应连接，所述至少两个第一扩束模块将所述泵浦光束准直并扩束为准直泵浦光束；

所述合束模块位于所述至少两个第一扩束模块的出射光光路上，且所述合束模块与所述第一扩束模块对应设置，所述合束模块将所述至少两个第一扩束模块出射的多个所述准直泵浦光束合束为多波长合束泵浦光束；

所述第二扩束模块位于所述合束模块的出射光光路上，所述第二扩束模块将所述多波长合束泵浦光束准直并扩束为多波长激光光束。

可选地，所述第一扩束模块包括第一负透镜组和第一双分离正透镜组，所述第一负透镜组和所述第一双分离正透镜组依次位于所述输入模块出射的所述泵浦光束的出射光光路上；

所述第一负透镜组用于发散所述泵浦光束；所述第一双分离正透镜组用于将发散的所述泵浦光束汇聚为所述准直泵浦光束。

可选地，所述第一负透镜组包括第一透镜，所述第一透镜为负光焦度，所述第一透镜为凹平透镜；

所述第一双分离正透镜组包括第二透镜和第三透镜，所述第二透镜和所述第三透镜依次位于所述第一透镜出射的所述泵浦光束的出射光光路上；

所述第二透镜为正光焦度，所述第二透镜为凹凸透镜；

所述第三透镜为正光焦度，所述第三透镜为平凸透镜。

可选地，所述第一负透镜组的单面透过率大于等于99.5％，所述第一双分离正透镜组的单面透过率大于等于99.5％，所述第一负透镜组和所述第一双分离正透镜组的总透过率大于等于97％。

可选地，所述合束模块包括至少两个透反单元，所述透反单元一一对应设置于所述第一扩束模块的出射光光路上，且所述至少两个透反单元相互平行且依次排列于同一直线上。

可选地，各所述透反单元对目标范围波长内的所述准直泵浦光束的反射率大于95％，各所述透反单元对目标范围波长内的所述准直泵浦光束的透过率大于95％。

可选地，所述第二扩束模块包括第二负透镜组和第二双分离正透镜组，所述第二负透镜组和所述第二双分离正透镜组依次位于所述合束模块的出射光光路上；

所述第二负透镜组用于发散所述多波长合束泵浦光束；

所述第二双分离正透镜组用于将发散的所述多波长合束泵浦光束汇聚为所述多波长激光光束。

可选地，所述第二负透镜组包括第四透镜，所述第四透镜为负光焦度，所述第四透镜为凹凸透镜；

所述第二双分离正透镜组包括第五透镜和第六透镜，所述第五透镜和所述第六透镜依次位于所述第四透镜出射的所述多波长合束泵浦光束的出射光光路上；

所述第五透镜为负光焦度，所述第五透镜为凸凹透镜；

所述第六透镜为正光焦度，所述第六透镜为平凸透镜。

可选地，还包括指示光模块，所述指示光模块出射指示光束；

所述指示光模块通过所述光纤与所述第一扩束模块对应连接，所述第一扩束模块将所述指示光束准直并扩束为准直指示光束；

所述合束模块位于所述第一扩束模块的出射光光路上，且所述合束模块与所述第一扩束模块对应设置，所述合束模块将所述第一扩束模块出射的所述准直指示光束和多个所述准直泵浦光束重叠并合束为所述多波长合束泵浦光束；

所述第二扩束模块位于所述合束模块的出射光光路上，所述第二扩束模块将所述多波长合束泵浦光束准直并扩束为多波长激光光束。

可选地，还包括壳体、隔板和散热水路，所述隔板位于所述壳体内部且将所述壳体分为两个腔体，所述散热水路位于其中一个所述腔体内，所述散热水路的水嘴嵌合于所述壳体上；

所述至少两个输入模块和所述指示光模块设置于所述散热水路靠近所述隔板的表面；

所述至少两个第一扩束模块和所述合束模块设置于所述隔板远离所述散热水路的表面；

所述第二扩束模块嵌合于所述壳体上。

本发明实施例提供了一种多波长激光束合束装置，该合束装置包括至少两个输入模块、至少两个第一扩束模块、一个合束模块和一个第二扩束模块；至少两个输入模块出射泵浦光束，其中，不同的输入模块出射的泵浦光束的波长不同；至少两个输入模块通过光纤与至少两个第一扩束模块一一对应连接，至少两个第一扩束模块将泵浦光束准直并扩束为准直泵浦光束；合束模块位于至少两个第一扩束模块的出射光光路上，且合束模块与第一扩束模块一一对应设置，合束模块将至少两个第一扩束模块出射的多个准直泵浦光束合束为多波长合束泵浦光束；第二扩束模块位于合束模块的出射光光路上，第二扩束模块将多波长合束泵浦光束准直并扩束为多波长激光光束。本发明实施例将多波长的泵浦光束合束为一束，实现了高质量和高可靠性的合束多波长激光束的输出，提高了合束激光光束的整体功率，在光电对抗领域中，极大增强了合束激光光束的干扰能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明实施例提供的一种多波长激光束合束装置的截面结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种多波长激光束合束装置的第一结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种多波长激光束合束装置的第二结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种第一扩束模块的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种第二扩束模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。需要注意的是，本发明实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本发明实施例的限定。此外在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件被形成在另一个元件“上”或“下”时，其不仅能够直接形成在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接形成在另一元件“上”或者“下”。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。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。

本发明使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”。

需要注意，本发明中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对相应内容进行区分，并非用于限定顺序或者相互依存关系。

需要注意，本发明中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

图1是本发明实施例提供的一种多波长激光束合束装置的截面结构示意图，图2是本发明实施例提供的一种多波长激光束合束装置的第一结构示意图，图3是本发明实施例提供的一种多波长激光束合束装置的第二结构示意图，如图1、图2和图3所示，该多波长激光束合束装置包括至少两个输入模块10、至少两个第一扩束模块20、一个合束模块30和一个第二扩束模块40；至少两个输入模块10出射泵浦光束，其中，不同的输入模块10出射的泵浦光束的波长不同；至少两个输入模块10通过光纤与至少两个第一扩束模块20一一对应连接，至少两个第一扩束模块20将泵浦光束准直并扩束为准直泵浦光束；合束模块30位于至少两个第一扩束模块20的出射光光路上，且合束模块30与第一扩束模块20对应设置，合束模块30将至少两个第一扩束模块20出射的多个准直泵浦光束合束为多波长合束泵浦光束；第二扩束模块40位于合束模块30的出射光光路上，第二扩束模块40将多波长合束泵浦光束准直并扩束为多波长激光光束。

具体地，该多波长激光束合束装置包括至少两个输入模块10、至少两个第一扩束模块20、一个合束模块30和一个第二扩束模块40。输入模块10可以出射泵浦光束，输入模块10可以为光纤输出的泵浦激光器，泵浦激光器具有低成本、高功率、高可靠性和高稳定性等特点。并且，不同的输入模块10应出射波长不同的泵浦光束，以在该多波长激光束合束装置中实现多波长激光束的合束效果，示例性地，该多波长激光束合束装置包括三个输入模块10，第一个输入模块10出射的泵浦光束的波长为808nm±10nm，功率为110W，第二个输入模块10出射的泵浦光束的波长为880nm±10nm，功率为200W，第三个输入模块10出射的泵浦光束的波长为915nm±10nm，功率为200W，如图1、图2和图3所示的输入模块10的位置只是举例，在此不作限定。

至少两个输入模块10通过光纤与至少两个第一扩束模块20一一对应连接，输入模块10的输出端和第一扩束模块20的输入端分别设置有光纤接头，该光纤可以为多模光纤，多模光纤能从光源耦合更多的光功率，具有高传输带宽和低成本等特点，各多模光纤的纤芯直径和数值孔径是相同的，可以满足拉赫不变量的要求，且各多模光纤的纤芯直径和数值孔径会限制输入模块10出射至对应连接的第一扩束模块20的泵浦光束的光斑直径，示例性地，各多模光纤的纤芯直径可以为135μm，各多模光纤的数值孔径可以为0.18。至少两个第一扩束模块20可以将泵浦光束准直并扩束为准直泵浦光束，示例性地，该多波长激光束合束装置包括三个输入模块10和三个第一扩束模块20，第一个输入模块10通过光纤与第一个第一扩束模块20对应连接，第一个第一扩束模块20可以将第一个输入模块10出射的泵浦光束准直并扩束为准直泵浦光束，第二个输入模块10通过光纤与第二个第一扩束模块20对应连接，第二个第一扩束模块20可以将第二个输入模块10出射的泵浦光束准直并扩束为准直泵浦光束，第三个输入模块10通过光纤与第三个第一扩束模块20对应连接，第三个第一扩束模块20可以将第三个输入模块10出射的泵浦光束准直并扩束为准直泵浦光束，可以得到三束不同波长的准直泵浦光束，需要说明的是，各不同波长的准直泵浦光束的光斑直径是相同的，各不同波长的准直泵浦光束的发散角是相同的，示例性地，各不同波长的准直泵浦光束的光斑直径可以为20mm，各不同波长的准直泵浦光束的发散角可以为2.4mrad±0.4mrad。如图1、图2和图3所示的第一扩束模块20的位置只是举例，在此不作限定。

合束模块30位于至少两个第一扩束模块20的出射光光路上，且合束模块30与第一扩束模块20对应设置，合束模块30可以将至少两个第一扩束模块20出射的多个准直泵浦光束合束为多波长合束泵浦光束，示例性地，该多波长激光束合束装置包括三个输入模块10、三个第一扩束模块20和一个合束模块30，合束模块30可以将各第一扩束模块20出射的三束不同波长的准直泵浦光束在空间上进行合束处理，使三束不同波长的准直泵浦光束合束为一束多波长合束泵浦光束，示例性地，该多波长合束泵浦光束的光斑直径可以为20mm，该多波长合束泵浦光束的发散角可以为2.4mrad±0.4mrad。合束模块30的位置需要与第一扩束模块20对应设置，如图1、图2和图3所示的合束模块30的位置只是举例，在此不作限定。

第二扩束模块40位于合束模块30的出射光光路上，第二扩束模块40可以将多波长合束泵浦光束准直并扩束为多波长激光光束，示例性地，该多波长激光束合束装置包括三个输入模块10、三个第一扩束模块20、一个合束模块30和一个第二扩束模块40，第二扩束模块40可以将经合束模块30合束处理得到的一束多波长合束泵浦光束进行扩束处理，使一束多波长合束泵浦光束扩束为多波长激光光束，多波长激光光束的功率是合束的各泵浦光束的功率之和，示例性地，该多波长激光光束的光斑直径可以为80mm，该多波长激光光束的发散角可以为0.6mrad±0.1mrad，以及，该多波长激光光束的功率可以为500W。第二扩束模块40的位置需要位于合束模块30的出射光光路上，如图1、图2和图3所示的第二扩束模块40的位置只是举例，在此不作限定。

本发明实施例提供了一种多波长激光束合束装置，该合束装置包括至少两个输入模块、至少两个第一扩束模块、一个合束模块和一个第二扩束模块；至少两个输入模块出射泵浦光束，其中，不同的输入模块出射的泵浦光束的波长不同；至少两个输入模块通过光纤与至少两个第一扩束模块一一对应连接，至少两个第一扩束模块将泵浦光束准直并扩束为准直泵浦光束；合束模块位于至少两个第一扩束模块的出射光光路上，且合束模块与第一扩束模块一一对应设置，合束模块将至少两个第一扩束模块出射的多个准直泵浦光束合束为多波长合束泵浦光束；第二扩束模块位于合束模块的出射光光路上，第二扩束模块将多波长合束泵浦光束准直并扩束为多波长激光光束。本发明实施例将多波长的泵浦光束合束为一束，实现了高质量和高可靠性的合束多波长激光束的输出，提高了合束激光光束的整体功率，在光电对抗领域中，极大增强了合束激光光束的干扰能力。

可选地，图4是本发明实施例提供的一种第一扩束模块的结构示意图，如图1、图2、图3和图4所示，第一扩束模块20包括第一负透镜组21和第一双分离正透镜组22，第一负透镜组21和第一双分离正透镜组22依次位于输入模块10出射的泵浦光束的出射光光路上；第一负透镜组21用于发散泵浦光束；第一双分离正透镜组22用于将发散的泵浦光束汇聚为准直泵浦光束。

具体地，第一扩束模块20的输入端通过光纤与输入模块10的输出端对应连接，第一扩束模块20包括第一负透镜组21和第一双分离正透镜组22，第一负透镜组21和第一双分离正透镜组22依次位于输入模块10出射的泵浦光束的出射光光路上，第一负透镜组21可以对输入模块10出射的泵浦光束进行发散，第一双分离正透镜组22可以将发散的泵浦光束汇聚为准直泵浦光束，也就是说，输入模块10出射的泵浦光束经过第一扩束模块20的准直和扩束处理，由第一扩束模块20的输出端输出为准直泵浦光束，示例性地，输入模块10出射的泵浦光束的波长为808nm±10nm，经过第一扩束模块20的准直和扩束处理后，由第一扩束模块20的输出端输出的准直泵浦光束的光斑直径可以为20mm，准直泵浦光束的发散角可以为2.4mrad±0.4mrad，需要说明的是，由于发散角的角度很小，在空间上，可以认为带有2.4mrad±0.4mrad的发散角的准直泵浦光束为准直光束。

可选地，继续参考图1、图2和图3，第一负透镜组21包括第一透镜211，第一透镜211为负光焦度，第一透镜211为凹平透镜；第一双分离正透镜组22包括第二透镜221和第三透镜222，第二透镜221和第三透镜222依次位于第一透镜211出射的泵浦光束的出射光光路上；第二透镜221为正光焦度，第二透镜221为凹凸透镜；第三透镜222为正光焦度，第三透镜222为平凸透镜。

具体地，为减少第一扩束模块20的整体空间长度，可以采用摄远物镜倒置的结构形式，由第一负透镜组21和第一双分离正透镜组22组成第一扩束模块20，这种结构形式可以使主面外移，进而第一扩束模块20的整体空间长度小于第一扩束模块20的整体焦距，缩短第一扩束模块20的整体的整体空间长度。其中，第一负透镜组21包括第一透镜211，第一双分离正透镜组22包括第二透镜221和第三透镜222，第二透镜221和第三透镜222依次位于第一透镜211出射的泵浦光束的出射光光路上。需要说明的是，采用分离透镜组而不采用胶合透镜组，可以避免因过高的激光光束的能量对胶合透镜组的胶合面的破坏的情况，以及，采用分离透镜组，对于输入模块10出射的泵浦光束的波长的不同，可以相应的进行改变第三透镜222的曲率半径，可以有效降低第一扩束模块20的生产成本，进一步提高第一扩束模块20的装配效率，示例性地，对于输入模块10出射的波长为808nm±10nm的泵浦光束，对应设置的第三透镜222的曲率半径可以为54.451mm，对于输入模块10出射的波长为880nm±10nm的泵浦光束，对应设置的第三透镜222的曲率半径可以为54.165mm，对于输入模块10出射的波长为915nm±10nm的泵浦光束，对应设置的第三透镜222的曲率半径可以为53.983mm。

可选地，继续参考图1、图2、图3和图4，第一负透镜组21的单面透过率大于等于99.5％，第一双分离正透镜组22的单面透过率大于等于99.5％，第一负透镜组21和第一双分离正透镜组22的总透过率大于等于97％。

具体地，第一负透镜组21的第一透镜211上镀制有高透膜，第一负透镜组21的单面透过率大于等于99.5％，第一双分离正透镜组22的第二透镜221和第三透镜222上也镀制有高透膜，第一双分离正透镜组22的单面透过率大于等于99.5％，并且，第一负透镜组21和第一双分离正透镜组22的总透过率大于等于97％，第一负透镜组21和第一双分离正透镜组22的系统波像差小于0.25λ。

可选地，继续参考图1和图2和图3，合束模块30包括至少两个透反单元31，透反单元31一一对应设置于第一扩束模块20的出射光光路上，且至少两个透反单元31相互平行且依次排列于同一直线上。

具体地，合束模块30包括至少两个透反单元31，透反单元31一一对应设置于第一扩束模块20的出射光光路上，且至少两个透反单元31相互平行且依次排列于同一直线上，透反单元31可以为镀膜透反镜，透反单元31可以对第一扩束模块20出射的准直泵浦光束进行选择性透过或者全反射处理，以使合束模块30可以将各第一扩束模块20出射的多束不同波长的准直泵浦光束在空间上进行合束处理，使多束不同波长的准直泵浦光束合束为一束多波长合束泵浦光束。

可选地，继续参考图1和图2和图3，各透反单元31对目标范围波长内的准直泵浦光束的反射率大于95％，各透反单元31对目标范围波长内的准直泵浦光束的透过率大于95％。

具体地，透反单元31可以对第一扩束模块20出射的准直泵浦光束进行选择性透过或者全反射处理，不同的透反单元31只能对目标范围波长内的准直泵浦光束进行全反射处理，而对目标范围波长外的准直泵浦光束进行透过处理，或者，不同的透反单元31只能对目标范围波长内的准直泵浦光束进行透过处理，而对目标范围波长外的准直泵浦光束进行全反射处理，其中，透反单元31的目标范围波长与对应的输入模块10出射的泵浦光束的波长范围有关。示例性地，对于第一扩束模块20出射的波长为808nm±10nm的准直泵浦光束，对应设置的第一个透反单元31可以全反射波长为808nm±10nm的准直泵浦光束，不可以透过波长为808nm±10nm的准直泵浦光束，对于第一扩束模块20出射的波长为880nm±10nm的准直泵浦光束，对应设置的第二个透反单元31应位于波长为808nm±10nm的准直泵浦光束的全反射的出射光光路上，第二个透反单元31可以全反射波长为880nm±10nm的准直泵浦光束，可以透过波长为790nm-850nm的准直泵浦光束，对于第一扩束模块20出射的波长为915nm±10nm的准直泵浦光束，对应设置的第三个透反单元31应位于波长为880nm±10nm的准直泵浦光束的全反射的出射光光路上，第三个透反单元31可以全反射波长为915nm±10nm的准直泵浦光束，可以透过波长为790nm-890nm的准直泵浦光束。

可选地，图5是本发明实施例提供的一种第二扩束模块的结构示意图，如图1、图2、图3和图5所示，第二扩束模块40包括第二负透镜组41和第二双分离正透镜组42，第二负透镜组41和第二双分离正透镜组42依次位于合束模块30的出射光光路上；第二负透镜组41用于发散多波长合束泵浦光束；第二双分离正透镜组42用于将发散的多波长合束泵浦光束汇聚为多波长激光光束。

具体地，第二扩束模块40包括第二负透镜组41和第二双分离正透镜组42，第二负透镜组41和第二双分离正透镜组42依次位于合束模块30的出射光光路上，第二负透镜组41可以对合束模块30出射的一束多波长合束泵浦光束进行发散，第二双分离正透镜组42可以将发散的多波长合束泵浦光束汇聚为多波长激光光束，也就是说，合束模块30的输出端输出的多波长合束泵浦光束经过第二扩束模块40的准直和扩束处理，由第二扩束模块40的输出端输出为多波长激光光束，示例性地，合束模块30的输出端输出的多波长合束泵浦光束的光斑直径可以为20mm，合束模块30的输出端输出的多波长合束泵浦光束的发散角可以为2.4mrad±0.4mrad，第二扩束模块40可以为四倍扩束系统，则第二扩束模块40的输出端输出的多波长激光光束的光斑直径可以为80mm，第二扩束模块40的输出端输出的多波长激光光束的发散角可以为0.6mrad±0.1mrad，需要说明的是，由于发散角的角度很小，在空间上，可以认为带有0.6mrad±0.1mrad的发散角的多波长激光光束为准直光束。

可选地，继续参考图1、图2、图3和图5，第二负透镜组41包括第四透镜411，第四透镜411为负光焦度，第四透镜411为凹凸透镜；第二双分离正透镜组42包括第五透镜421和第六透镜422，第五透镜421和第六透镜422依次位于第四透镜411出射的多波长合束泵浦光束的出射光光路上；第五透镜421为负光焦度，第五透镜421为凸凹透镜；第六透镜422为正光焦度，第六透镜422为平凸透镜。

具体地，为提高第二扩束模块40的整体损伤阈值，可以采用伽利略式以设计四倍扩束系统，由第二负透镜组41和第二双分离正透镜组42组成第二扩束模块40，其中，第二负透镜组41包括第四透镜411，第二双分离正透镜组42包括第五透镜421和第六透镜422，第五透镜421和第六透镜422依次位于第四透镜411出射的多波长合束泵浦光束的出射光光路上。

可选地，继续参考图1、图2和图3，该多波长激光束合束装置还包括指示光模块50，指示光模块50出射指示光束；指示光模块50通过光纤与第一扩束模块20对应连接，第一扩束模块20将指示光束准直并扩束为准直指示光束；合束模块30位于第一扩束模块20的出射光光路上，且合束模块30与第一扩束模块20对应设置，合束模块30将第一扩束模块20出射的准直指示光束和多个准直泵浦光束重叠并合束为多波长合束泵浦光束；第二扩束模块40位于合束模块30的出射光光路上，第二扩束模块40将多波长合束泵浦光束准直并扩束为多波长激光光束。

具体地，该多波长激光束合束装置还包括指示光模块50，指示光模块50出射指示光束，指示光束是带有区分颜色的，示例性地，指示光模块50可以为红色指示光模块50，红色指示光模块50出射红色指示光束，红色指示光束的波长为635nm±10nm。指示光模块50通过光纤与第一扩束模块20对应连接，第一扩束模块20可以将指示光束准直并扩束为准直指示光束，合束模块30位于第一扩束模块20的出射光光路上，合束模块30可以将第一扩束模块20出射的准直指示光束和多个准直泵浦光束重叠并合束为多波长合束泵浦光束，第二扩束模块40位于合束模块30的出射光光路上，第二扩束模块40可以将多波长合束泵浦光束准直并扩束为多波长激光光束。需要说明的是，与指示光模块50对应设置的第一扩束模块20和透反单元31，该对应设置的透反单元31应将指示光束直接全反射至第二扩束模块40的输入端，而不需要将指示光束透过其他的透反单元31，示例性地，该对应设置的透反单元31可以全反射波长为635nm±10nm的指示光束，可以透过波长为790nm-930nm的准直泵浦光束。

可选地，继续参考图1、图2和图3，该多波长激光束合束装置还包括壳体60、隔板70和散热水路80，隔板70位于壳体60内部且将壳体60分为两个腔体，散热水路80位于其中一个腔体内，散热水路80的水嘴嵌合于壳体60上；至少两个输入模块10和指示光模块50设置于散热水路80靠近隔板70的表面；至少两个第一扩束模块20和合束模块30设置于隔板70远离散热水路80的表面；第二扩束模块40嵌合于壳体60上。

具体地，该多波长激光束合束装置还包括壳体60、隔板70和散热水路80，隔板70位于壳体60内部且将壳体60分为两个腔体，散热水路80位于其中一个腔体内。至少两个输入模块10和指示光模块50设置于散热水路80靠近隔板70的表面，至少两个输入模块10可以出射泵浦光束，指示光模块50可以出射指示光束，并且，至少两个输入模块10和指示光模块50需要与外部供电线路电连接，以维持至少两个输入模块10和指示光模块50的正常运行。至少两个输入模块10、指示光模块50和散热水路80位于同一个腔体内，通过散热水路80的水冷散热功能，可以维持至少两个输入模块10和指示光模块50的稳定运行，避免因温度过高而导致至少两个输入模块10和指示光模块50运行故障的情况。进一步地，该多波长激光束合束装置还包括水嘴81，散热水路80的水嘴81嵌合于壳体60上，壳体60内部的散热水路80可以通过嵌合于壳体60上的两个水嘴81进行水循环，加快水冷散热的过程。至少两个第一扩束模块20和合束模块30设置于隔板70远离散热水路80的表面，至少两个第一扩束模块20和合束模块30位于同一个腔体内，输入模块10通过光纤与第一扩束模块20对应连接，指示光模块50通过光纤与第一扩束模块20对应连接，合束模块30位于第一扩束模块20的出射光光路上，至少两个第一扩束模块20和合束模块30可以对传输的泵浦光束进行扩束和合束处理，不需要与外部供电线路电连接。第二扩束模块40嵌合于壳体60上，并且，第二扩束模块40位于合束模块30的出射光光路上，第二扩束模块40将壳体60内部合束形成的多波长合束泵浦光束扩束为多波长激光光束，并将多波长激光光束输出到壳体60外部。需要说明的是，至少两个输入模块10、指示光模块50和散热水路80位于其中一个腔体内，至少两个第一扩束模块20和合束模块30位于另一个腔体内，但具体的各模块的位置关系在此只是举例，不作限定。采用这样的结构布局，可以缩小该多波长激光束合束装置的整体体积，以及压缩该多波长激光束合束装置的内部空间，有助于高效利用内部空间。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种多波长激光束合束装置，其特征在于，包括至少两个输入模块、至少两个第一扩束模块、一个合束模块和一个第二扩束模块；

所述至少两个输入模块出射泵浦光束，其中，不同的所述输入模块出射的所述泵浦光束的波长不同；

所述至少两个输入模块通过光纤与所述至少两个第一扩束模块一一对应连接，所述至少两个第一扩束模块将所述泵浦光束准直并扩束为准直泵浦光束；

所述合束模块位于所述至少两个第一扩束模块的出射光光路上，且所述合束模块与所述第一扩束模块对应设置，所述合束模块将所述至少两个第一扩束模块出射的多个所述准直泵浦光束合束为多波长合束泵浦光束；

所述第二扩束模块位于所述合束模块的出射光光路上，所述第二扩束模块将所述多波长合束泵浦光束准直并扩束为多波长激光光束。

2.根据权利要求1所述的多波长激光束合束装置，其特征在于，所述第一扩束模块包括第一负透镜组和第一双分离正透镜组，所述第一负透镜组和所述第一双分离正透镜组依次位于所述输入模块出射的所述泵浦光束的出射光光路上；

所述第一负透镜组用于发散所述泵浦光束；所述第一双分离正透镜组用于将发散的所述泵浦光束汇聚为所述准直泵浦光束。

3.根据权利要求2所述的多波长激光束合束装置，其特征在于，所述第一负透镜组包括第一透镜，所述第一透镜为负光焦度，所述第一透镜为凹平透镜；

所述第一双分离正透镜组包括第二透镜和第三透镜，所述第二透镜和所述第三透镜依次位于所述第一透镜出射的所述泵浦光束的出射光光路上；

所述第二透镜为正光焦度，所述第二透镜为凹凸透镜；

所述第三透镜为正光焦度，所述第三透镜为平凸透镜。

4.根据权利要求3所述的多波长激光束合束装置，其特征在于，所述第一负透镜组的单面透过率大于等于99.5％，所述第一双分离正透镜组的单面透过率大于等于99.5％，所述第一负透镜组和所述第一双分离正透镜组的总透过率大于等于97％。

5.根据权利要求1所述的多波长激光束合束装置，其特征在于，所述合束模块包括至少两个透反单元，所述透反单元一一对应设置于所述第一扩束模块的出射光光路上，且所述至少两个透反单元相互平行且依次排列于同一直线上。

6.根据权利要求5所述的多波长激光束合束装置，其特征在于，

各所述透反单元对目标范围波长内的所述准直泵浦光束的反射率大于95％，各所述透反单元对目标范围波长内的所述准直泵浦光束的透过率大于95％。

7.根据权利要求1所述的多波长激光束合束装置，其特征在于，所述第二扩束模块包括第二负透镜组和第二双分离正透镜组，所述第二负透镜组和所述第二双分离正透镜组依次位于所述合束模块的出射光光路上；

所述第二负透镜组用于发散所述多波长合束泵浦光束；

所述第二双分离正透镜组用于将发散的所述多波长合束泵浦光束汇聚为所述多波长激光光束。

8.根据权利要求7所述的多波长激光束合束装置，其特征在于，所述第二负透镜组包括第四透镜，所述第四透镜为负光焦度，所述第四透镜为凹凸透镜；

所述第二双分离正透镜组包括第五透镜和第六透镜，所述第五透镜和所述第六透镜依次位于所述第四透镜出射的所述多波长合束泵浦光束的出射光光路上；

所述第五透镜为负光焦度，所述第五透镜为凸凹透镜；

所述第六透镜为正光焦度，所述第六透镜为平凸透镜。

9.根据权利要求1所述的多波长激光束合束装置，其特征在于，还包括指示光模块，所述指示光模块出射指示光束；

所述指示光模块通过所述光纤与所述第一扩束模块对应连接，所述第一扩束模块将所述指示光束准直并扩束为准直指示光束；

所述合束模块位于所述第一扩束模块的出射光光路上，且所述合束模块与所述第一扩束模块对应设置，所述合束模块将所述第一扩束模块出射的所述准直指示光束和多个所述准直泵浦光束重叠并合束为所述多波长合束泵浦光束；

所述第二扩束模块位于所述合束模块的出射光光路上，所述第二扩束模块将所述多波长合束泵浦光束准直并扩束为多波长激光光束。

10.根据权利要求9所述的多波长激光束合束装置，其特征在于，还包括壳体、隔板和散热水路，所述隔板位于所述壳体内部且将所述壳体分为两个腔体，所述散热水路位于其中一个所述腔体内，所述散热水路的水嘴嵌合于所述壳体上；

所述至少两个输入模块和所述指示光模块设置于所述散热水路靠近所述隔板的表面；

所述至少两个第一扩束模块和所述合束模块设置于所述隔板远离所述散热水路的表面；

所述第二扩束模块嵌合于所述壳体上。

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