CN116780343A - 一种激光模组和医疗装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种激光模组和医疗装置，涉及光学技术领域，包括沿光路依次设置的光源、第一快轴压缩镜、第一慢轴压缩单元、第二快轴压缩镜和第二慢轴压缩单元；光源出射的光束经第一快轴压缩镜在快轴方向压缩后由第一慢轴压缩单元在慢轴方向压缩并汇聚，由第一慢轴压缩单元出射的光束经第二快轴压缩镜在快轴方向压缩后入射第二慢轴压缩单元，入射第二慢轴压缩单元的光束经第二慢轴压缩单元在慢轴方向压缩后出射形成均匀光斑。该方案能够使得激光模组最终输出的光斑均匀度较佳，同时，该方案也能够在沿光路的一定范围内的任一位置均可形成均匀光斑，并且借助第二快轴压缩镜能够使得最终的均匀光斑的尺寸较小，比如点光斑。

Description

一种激光模组和医疗装置

技术领域

本申请涉及光学技术领域，具体而言，涉及一种激光模组和医疗装置。

背景技术

高功率半导体激光器具有体积小、重量轻、效率高、寿命长等优点，已广泛用于工业加工、熔覆、泵浦以及医疗等领域，成为新世纪发展快、成果多、学科渗透广、应用范围大的核心器件之一。

在医疗美容领域，激光的主要应用在于祛斑、脱毛等。然而，现有的半导体激光设备所输出的光斑尺寸一般较大，且均匀度也欠佳，使得半导体激光设备的应用受到了很大的限制，不符合设备小型化和高性能输出的发展需求。

发明内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种激光模组和医疗装置。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

本申请实施例的一方面，提供一种激光模组，包括沿光路依次设置的光源、第一快轴压缩镜、第一慢轴压缩单元、第二快轴压缩镜和第二慢轴压缩单元；光源出射的光束经第一快轴压缩镜在快轴方向压缩后由第一慢轴压缩单元在慢轴方向压缩并汇聚，由第一慢轴压缩单元出射的光束经第二快轴压缩镜在快轴方向压缩后入射第二慢轴压缩单元，入射第二慢轴压缩单元的光束经第二慢轴压缩单元在慢轴方向压缩后出射形成均匀光斑。利用第一快轴压缩镜、第一慢轴压缩单元、第二快轴压缩镜和第二慢轴压缩单元对光束的整形，能够使得激光模组最终输出的光斑均匀度较佳，同时，利用第一慢轴压缩单元和第二慢轴压缩单元的对称设置能够有利于消除畸变，提高光斑的质量。

可选的，第一慢轴压缩单元包括沿光路依次设置的至少一个第一慢轴柱面镜。通过至少一个慢轴柱面镜能够使得光束在慢轴方向上汇聚后再发散，以便于更好的匀化光束。

可选的，第一慢轴压缩单元包括两个第一慢轴柱面镜，且两个第一慢轴柱面镜的凸面相向。有利于消除场曲。

可选的，第二慢轴压缩单元包括沿光路依次设置的至少一个第二慢轴柱面镜，每个第二慢轴柱面镜的凸面均朝向光源。由此，配合第一慢轴压缩单元能够消除场曲。

可选的，第二快轴压缩镜为弯月透镜，弯月透镜的入光面用于对第一慢轴压缩单元出射的光束在快轴方向进行发散，弯月透镜的出光面用于对第一慢轴压缩单元出射的光束在快轴方向进行压缩。借助弯月透镜有利于消除球差，控制均匀光斑尺寸的同时，也能够对光束在快轴方向进行更好的匀化。

可选的，激光模组包括固定组和多个更换组，多个更换组用于替换设置于固定组的出光侧；光源、第一快轴压缩镜和第一慢轴压缩单元作为固定组，每个更换组均包括第二快轴压缩镜和第二慢轴压缩单元，其中，经任意两个更换组出射的均匀光斑的尺寸不同。通过对光学元件进行划分，形成固定组和多个更换组，由此，通过固定组搭配不同的更换组，便可以使得激光模组能够根据实际使用场景的不同，灵活输出不同大小的光斑，丰富其应用场景，并且由于固定组中的光学部件不变，还能够有效的降低用户的使用成本。

可选的，第二快轴压缩镜为弯月透镜，任意两个更换组中弯月透镜的入光面的曲率半径不同，任意两个更换组中弯月透镜的出光面的曲率半径不同。由此，通过更换不同的更换组与固定组进行搭配时，可以通过更换具有不同曲率半径的弯月透镜，从而调整均匀光斑的尺寸。

可选的，第二慢轴压缩单元包括沿光路依次设置的至少一个第二慢轴柱面镜，任意两个更换组中的第二慢轴柱面镜的数量不同，和/或，任意两个更换组中的第二慢轴柱面镜的凸面的曲率半径不同。由此，通过更换不同的更换组与固定组进行搭配时，可以通过更换具有不同曲率半径的第二慢轴柱面镜和/或不同数量的第二慢轴柱面镜，从而调整均匀光斑的尺寸。

可选的，光源为半导体激光器叠阵，半导体激光器叠阵包括多个依次堆叠的巴条；第一快轴压缩镜包括多个子快轴压缩镜，多个子快轴压缩镜一一对应设置于多个巴条的出光侧，用于对每个巴条出射的光束在快轴方向上进行压缩。由此，能够通过第一快轴压缩镜对光源输出的光束进行预整形，获得快轴和慢轴方向发散角相同或近乎相同的光束，有助于提高入射第一慢轴压缩单元的光束的质量。

本申请实施例的另一方面，提供一种医疗装置，包括上述任一种的激光模组。

本申请的有益效果包括：

本申请提供了一种激光模组和医疗装置，光源出射的光束先经第一快轴压缩镜在快轴方向进行压缩，以便于能够弱化光束的快轴发散角和慢轴发散角之间的差异，提供较高质量的光束。从第一快轴压缩镜出射的光束先由第一慢轴压缩单元在慢轴方向进行压缩，从而使得光束在慢轴方向进行汇聚。从第一慢轴压缩单元出射的光束由第二快轴压缩镜在快轴方向进行压缩，然后由第二慢轴压缩单元在慢轴方向压缩后出射至接收面形成均匀光斑。利用第一快轴压缩镜、第一慢轴压缩单元、第二快轴压缩镜和第二慢轴压缩单元对光束的整形，能够使得激光模组最终输出的光斑均匀度较佳，同时，该方案也能够在沿光路的一定范围内的任一位置均可形成均匀光斑，即接收面在沿光路前后移动一定距离时，均可以在接收面上形成均匀光斑，并且借助第二快轴压缩镜能够使得最终的均匀光斑的尺寸较小，比如点光斑。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的第一种激光模组的结构示意图之一；

图2为本申请实施例提供的一种激光模组的搭配示意图；

图3为本申请实施例提供的第一种激光模组的结构示意图之二；

图4为本申请实施例提供的第一种激光模组的结构示意图之三；

图5为本申请实施例提供的第二种激光模组的结构示意图之一；

图6为本申请实施例提供的第二种激光模组的结构示意图之二；

图7为本申请实施例提供的第二种激光模组的结构示意图之三。

图标：100-固定组；200-更换组；110-第一快轴压缩镜；120-第一慢轴压缩单元；121-第一慢轴柱面镜；130-第二快轴压缩镜；140-第二慢轴压缩单元；141-第二慢轴柱面镜；300-接收面；x-慢轴方向；y-快轴方向。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的各个特征可以相互结合，结合后的实施例依然在本申请的保护范围内。

在本申请的描述中，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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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申请中的具体含义。

本申请实施例的一方面，提供一种激光模组，如图1或图5所示，包括沿光路依次设置的光源(图中未示出)、第一快轴压缩镜110、第一慢轴压缩单元120、第二快轴压缩镜130和第二慢轴压缩单元140，光源出射的光束经过第一快轴压缩镜110、第一慢轴压缩单元120、第二快轴压缩镜130和第二慢轴压缩单元140的整形后能够在接收面300形成均匀度较佳的光斑。

具体的，如图4中的(a)和(b)或图7中的(a)和(b)所示，光源出射的光束先经第一快轴压缩镜110在快轴方向y进行压缩，以便于能够弱化光束的快轴发散角和慢轴发散角之间的差异，提供较高质量的光束。从第一快轴压缩镜110出射的光束先由第一慢轴压缩单元120在慢轴方向x进行压缩，从而使得光束在慢轴方向x进行汇聚。从第一慢轴压缩单元120出射的光束由第二快轴压缩镜130在快轴方向y进行压缩，然后由第二慢轴压缩单元140在慢轴方向x压缩后出射至接收面300形成均匀光斑。应当理解的是，光束在入射第二慢轴压缩单元140之前，在慢轴方向x已进行了汇聚，由此，利用第一慢轴压缩单元120和第二慢轴压缩单元140的对称设置能够有利于消除畸变，提高均匀光斑的质量。

利用第一快轴压缩镜110、第一慢轴压缩单元120、第二快轴压缩镜130和第二慢轴压缩单元140对光束的整形，能够使得激光模组最终输出的光斑均匀度较佳，同时，该方案也能够在沿光路的一定范围内的任一位置均可形成均匀光斑，即接收面300在沿光路前后移动一定距离时，均可以在接收面300上形成均匀光斑，并且借助第二快轴压缩镜130能够使得最终的均匀光斑的尺寸较小，实现例如点光斑。

鉴于激光器所发出的光束一般在快轴方向y的发散角大于慢轴方向x的发散角，因此，在一些实施方式中，第一快轴压缩镜110可以包括平凸柱面镜，由此，通过平凸柱面镜对光源出射的光束进行快轴方向y的压缩，使其快轴方向y的发散角能够与慢轴方向x的发散角相似或相同，有助于提高光束的质量。例如经第一快轴压缩镜110后的光束在快轴方向y上的发散角和在慢轴方向x上的发散角可以均在2°至25°之间。当然，上述2°至25°的发散角仅为本申请给出的一种示例，其具体发散角的度数本领域技术人员可以根据需要自行选择。

可选的，如图1或图5所示，第一慢轴压缩单元120包括沿光路依次设置的至少一个第一慢轴柱面镜121，通过至少一个第一慢轴柱面镜121能够使得光束在慢轴方向x上汇聚后再发散，以便于更好的匀化光束。

可选的，如图1或图5所示，第一慢轴压缩单元120包括两个第一慢轴柱面镜121，并且两个第一慢轴柱面镜121的凸面相向，有利于消除场曲。

可选的，第二慢轴压缩单元140包括沿光路依次设置的至少一个第二慢轴柱面镜141，每个第二慢轴柱面镜141的凸面均朝向光源，例如图1所示，第二慢轴压缩单元140包括一个第二慢轴柱面镜141，并且该第二慢轴柱面镜141的凸面朝向光源，又例如图5所示，第二慢轴压缩单元140包括两个沿光路依次设置的第二慢轴柱面镜141，并且每个第二慢轴柱面镜141的凸面均朝向光源，由此，配合第一慢轴压缩单元120能够消除场曲，提高均匀光斑的质量。应当理解的是，当第二慢轴压缩单元140内所包含的第二慢轴柱面镜141的数量逐渐增加时，相对来讲对光束在慢轴方向x的压缩效果也较为明显，因此，能够有助于在慢轴方向x实现小尺寸的均匀光斑。

可选的，如图1或图5所示，第二快轴压缩镜130为弯月透镜，如图4中的(a)或图7中的(a)所示，弯月透镜的入光面用于将第一慢轴压缩单元120出射的光束在快轴方向y进行发散，弯月透镜的出光面用于将第一慢轴压缩单元120出射的光束在快轴方向y进行压缩，以便于消除球差，提供较好的匀化效果，并且借助弯月透镜，使得方案在沿光路的一定范围内的任一位置均可形成均匀光斑。

可选的，如图2所示，激光模组包括固定组100和多个更换组200，其中，多个更换组200可以具有配件属性，从而按照需求使得固定组100搭配多个更换组200中的任一个进行使用，而在需求发生变化时，便可以将固定组100当前搭配的更换组200拆下，替换为另一个能够满足新需求的更换组200，由此，满足不同的使用需求和场景，并且由于固定组100中的光学部件不变，还能够有效的降低用户的使用成本。

具体的，如图3中的(a)和(b)或图6中的(a)和(b)所示，固定组100包括沿光路依次设置的光源、第一快轴压缩镜110和第一慢轴压缩单元120，因此，如前所述，光源出射的光束依次通过第一快轴压缩镜110和第一慢轴压缩单元120后作为固定组100所出射的光束并对应入射到当前与固定组100所搭配使用的更换组200。请继续参照图3或图6所示，更换组200包括沿光路依次设置的第二快轴压缩镜130和第二慢轴压缩单元140，固定组100所出射的光束依次经第二快轴压缩镜130和第二慢轴压缩单元140后出射至接收面300形成均匀光斑。

考虑到不同的场景下，用户对于均匀光斑的尺寸具有不同的需求，因此，可以使得经任意两个更换组200出射的均匀光斑的尺寸不同，即在将固定组100当前所搭配的更换组200替换为其它更换组200后，激光模组出射形成的均匀光斑的尺寸会发生变化，由此，便可以通过固定组100搭配不同的更换组200，实现激光模组最终所形成的均匀光斑的尺寸规格的可调，进而满足用户不同使用需求和场景。

由于固定组100中包含光源、第一快轴压缩镜110和第一慢轴压缩单元120等光学部件，因此，能够一定程度的减少更换组200中的光学部件的数量，有助于降低成本，同时方便用户使用。由于更换组200中既包括第二快轴压缩镜130，也包括第二慢轴压缩单元140，因此，在通过更换与固定组100所搭配的更换组200以调节均匀光斑的规格尺寸时，可以同时具有在慢轴方向x和快轴方向y的调节自由度，使得均匀光斑尺寸的可调范围较大，有助于实现小尺寸的均匀光斑，例如实现点光斑。

在需要更换固定组100所搭配的更换组200以改变最终输出的均匀光斑的大小时，可以将固定组100当前所搭配的更换组200替换为另一不同的更换组200，所以需要更换组200的数量至少为两个。

例如可以通过改变更换组200中第二慢轴柱面镜141的数量实现：任意两个更换组200中的第二慢轴柱面镜141的数量不同，如图1、图3和图4所示为第二慢轴压缩单元140包括一个第二慢轴柱面镜141的示例，如图5至图7所示为第二慢轴压缩单元140包括两个第二慢轴柱面镜141的示例，因此，图5至图7所示的更换组200相比于图1、图3和图4所示的更换组200最终输出的均匀光斑的尺寸可以更小，所以当需要改变激光模组最终输出的均匀光斑的大小时，至少可以将图5至图7所示的更换组200替换为图1、图3和图4所示的更换组200，反之亦可，可以根据需求来确定。

例如可以通过改变更换组200中第二慢轴柱面镜141的凸面的曲率半径实现：任意两个更换组200中的第二慢轴柱面镜141的凸面的曲率半径不同，由此，当需要改变激光模组最终输出的均匀光斑的大小时，可以使得替换前的更换组200与替换后的更换组200中的第二慢轴柱面镜141的凸面的曲率半径不同。

例如还可以通过同时改变第一类更换组200中第二慢轴柱面镜141的数量和凸面的曲率半径实现，即替换前的第一类更换组200与替换后的第一类更换组200中的第二慢轴柱面镜141的数量和凸面的曲率半径均不相同。

例如可以通过改变更换组200中弯月透镜的入光面和出光面的曲率半径实现：任意两个更换组200中的弯月透镜的入光面的曲率半径不同，任意两个更换组200中的弯月透镜的出光面的曲率半径不同，由此，当需要改变激光模组最终输出的均匀光斑的大小时，可以使得替换前的更换组200与替换后的更换组200中的弯月透镜的入光面和出光面的曲率半径不同。

例如还可以通过改变更换组200中第二慢轴柱面镜141的数量和凸面的曲率半径、以及弯月透镜的入光面和出光面的曲率半径实现，即替换前的更换组200与替换后的更换组200中的第二慢轴柱面镜141的数量、第二慢轴柱面镜141的凸面的曲率半径以及弯月透镜的入光面和出光面的曲率半径中的任几种均不相同。

可选的，光源为半导体激光器叠阵，半导体激光器叠阵包括多个依次堆叠的巴条；第一快轴压缩镜110包括多个子快轴压缩镜，多个子快轴压缩镜一一对应设置于多个巴条的出光侧，用于对每个巴条出射的光束在快轴方向y上进行压缩。即巴条和子快轴压缩镜一一对应，每个子快轴压缩镜用于压缩每个巴条在快轴方向y上的光束。本申请对半导体激光器叠阵的巴条的数量不做限制，可以为5个或者10个等。由此，能够通过第一快轴压缩镜110对光源输出的光束进行预整形，获得快轴和慢轴方向x发散角相同或近乎相同的光束，有助于提高入射第一慢轴压缩单元120的光束的质量。

本申请的另一方面，提供一种医疗装置，该医疗装置包括上述的激光模组。由于上述的激光模组的具体结构及其有益效果均已在前文做了详细阐述，故本申请在此不再赘述。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光模组，其特征在于，包括沿光路依次设置的光源、第一快轴压缩镜、第一慢轴压缩单元、第二快轴压缩镜和第二慢轴压缩单元；

所述光源出射的光束经所述第一快轴压缩镜在快轴方向压缩后由所述第一慢轴压缩单元在慢轴方向压缩并汇聚，由所述第一慢轴压缩单元出射的光束经所述第二快轴压缩镜在快轴方向压缩后入射所述第二慢轴压缩单元，入射所述第二慢轴压缩单元的光束经所述第二慢轴压缩单元在慢轴方向压缩后出射形成均匀光斑。

2.如权利要求1所述的激光模组，其特征在于，所述第一慢轴压缩单元包括沿光路依次设置的至少一个第一慢轴柱面镜。

3.如权利要求2所述的激光模组，其特征在于，所述第一慢轴压缩单元包括两个第一慢轴柱面镜，且所述两个第一慢轴柱面镜的凸面相向。

4.如权利要求1所述的激光模组，其特征在于，所述第二慢轴压缩单元包括沿光路依次设置的至少一个第二慢轴柱面镜，每个所述第二慢轴柱面镜的凸面均朝向所述光源。

5.如权利要求1所述的激光模组，其特征在于，所述第二快轴压缩镜为弯月透镜，所述弯月透镜的入光面用于对所述第一慢轴压缩单元出射的光束在快轴方向进行发散，所述弯月透镜的出光面用于对所述第一慢轴压缩单元出射的光束在快轴方向进行压缩。

6.如权利要求1至5任一项所述的激光模组，其特征在于，所述激光模组包括固定组和多个更换组，多个所述更换组用于替换设置于所述固定组的出光侧；所述光源、所述第一快轴压缩镜和所述第一慢轴压缩单元作为所述固定组，每个所述更换组均包括所述第二快轴压缩镜和所述第二慢轴压缩单元；经任意两个所述更换组出射的均匀光斑的尺寸不同。

7.如权利要求6所述的激光模组，其特征在于，所述第二快轴压缩镜为弯月透镜，任意两个所述更换组中弯月透镜的入光面的曲率半径不同，任意两个所述更换组中的弯月透镜的出光面的曲率半径不同。

8.如权利要求6所述的激光模组，其特征在于，所述第二慢轴压缩单元包括沿光路依次设置的至少一个第二慢轴柱面镜，任意两个所述更换组中的第二慢轴柱面镜的数量不同，和/或，任意两个所述更换组中的第二慢轴柱面镜的凸面的曲率半径不同。

9.如权利要求1至5任一项所述的激光模组，其特征在于，所述光源为半导体激光器叠阵，所述半导体激光器叠阵包括多个依次堆叠的巴条；所述第一快轴压缩镜包括多个子快轴压缩镜，多个所述子快轴压缩镜一一对应设置于多个所述巴条的出光侧，用于对每个所述巴条出射的光束在快轴方向上进行压缩。

10.一种医疗装置，其特征在于，包括权利要求1至9中任意一项所述的激光模组。