CN116780344A - 激光模组及医疗装置 - Google Patents

Abstract

一种激光模组及医疗装置，涉及光学技术领域。该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；固定组包括光源以及依次设于光源出光侧的快轴压缩镜和扩束单元；每个更换组均包括光波导；光源出射的光束通过快轴压缩镜进行快轴压缩并经扩束单元扩束后入射至更换组，更换组的光波导将光束匀化后出射；其中，经任意两个更换组出射的光束在接收面得到的光斑的尺寸不同。该激光模组能够根据需要输出预设大小的光斑，且提高了输出光斑的均匀度，且能够减小激光模组的体积，提高激光模组的应用灵活性。

Description

激光模组及医疗装置

技术领域

本发明涉及光学技术领域，具体而言，涉及一种激光模组及医疗装置。

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，一方面，现有的半导体激光设备只能输出固定规格的光斑，其光斑大小无法调节，这样，使得半导体激光设备的应用受到了很大的限制；另一方面，现有的半导体激光设备的整体体积很大且输出光斑的均匀度欠佳，不符合设备小型化和高性能输出的发展需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光模组及医疗装置，该激光模组及医疗装置能够根据需要输出预设大小的光斑，且提高了输出光斑的均匀度，且能够减小激光模组的体积，提高激光模组的应用灵活性。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明的一方面，提供一种激光模组，该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；固定组包括光源以及依次设于光源出光侧的快轴压缩镜和扩束单元；每个更换组均包括光波导；光源出射的光束通过快轴压缩镜进行快轴压缩并经扩束单元扩束后入射至更换组，更换组的光波导将光束匀化后出射；其中，经任意两个更换组出射的光束在接收面得到的光斑的尺寸不同。该激光模组能够根据需要输出预设大小的光斑，且提高了输出光斑的均匀度，且能够减小激光模组的体积，提高激光模组的应用灵活性。

可选地，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；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。

可选地，扩束单元包括至少一个平凹透镜，且平凹透镜的凹面为入光面。

可选地，平凹透镜包括两个沿光轴方向设置的平凹透镜，且两平凹透镜的凹面均朝向光源。这样，每一个平凹透镜都可以对光束进行扩束一次，这样，能够有效提高激光模组的匀化效果或者在匀化效果不变的情况下进一步缩小更换组的光波导的整体体积。

可选地，固定组还包括设于扩束单元出光侧和光波导入光侧之间的正透镜，正透镜用于压缩自扩束单元出射的光束。本申请通过设置正透镜，可以使得光束被进一步压缩，从而使得最终经过更换组出射的光斑的尺寸更小。

可选地，更换组包括至少两个第一子更换组，任意两个第一子更换组的光波导的耦出区的尺寸不同。

可选地，更换组包括第二子更换组，第二子更换组还包括设于第二子更换组的光波导的入光侧的正透镜，正透镜用于压缩自固定组出射的光束。

可选地，光波导的耦出区的横截面为圆形或者矩形。

本发明的另一方面，提供一种医疗装置，该医疗装置包括上述的激光模组。

本发明的有益效果包括：

本申请提供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；固定组包括光源以及依次设于光源出光侧的快轴压缩镜和扩束单元；每个更换组均包括光波导；光源出射的光束通过快轴压缩镜进行快轴压缩并经扩束单元扩束后入射至更换组，更换组的光波导将光束匀化后出射；其中，经任意两个更换组出射的光束在接收面得到的光斑的尺寸不同。一方面，本申请通过给激光模组的固定组配备多个更换组，且自任意两个更换组出射的光束在接收面得到的光斑的尺寸不同，这样，本申请提供的激光模组可以实现多个不同大小的光斑输出，能够满足多个光斑大小的使用需求，且操作方式简单(只需通过将对应的更换组安装在固定组的出光侧即可)，有效提高了激光模组的适用性，具有较佳的市场应用前景；另一方面，本申请提供的更换组采用了光波导作为匀化元件，相对于透镜匀化来说其匀化效果较佳，且本申请的固定组还设置了扩束单元，这样，经过扩束单元的扩束后，进入更换组的光波导的光束的入射角较大，这样，能够使得耦合至光波导内的光束能够经过多次全反射，如此，本申请能够实现在较短的光波导尺寸的条件下便能够实现较佳的匀化效果。即，本申请提供的激光模组能够根据需要输出预设大小的光斑，且提高了输出光斑的均匀度，且能够减小激光模组的体积，提高激光模组的应用灵活性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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发明的某些实施例，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为本发明实施例提供的激光模组的结构示意图之一；

图2为图1中的激光模组在快轴方向的光路图；

图3为图1中的激光模组在慢轴方向的光路图；

图4为本发明实施例提供的激光模组的结构示意图之二；

图5为本发明实施例提供的激光模组的结构示意图之三；

图6为本发明实施例提供的激光模组的结构示意图之四；

图7为本发明实施例提供的激光模组的结构示意图之五；

图8为图7中的激光模组在快轴方向的光路图；

图9为图7中的激光模组在慢轴方向的光路图。

图标：10-固定组；11-光源；111-巴条；12-快轴压缩镜；121-子快轴压缩镜；13-扩束单元；20-更换组；21-光波导；22-正透镜；23-第一子更换组；24-第二子更换组。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明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发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

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，或者是该发明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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，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发明中的具体含义。

请参照图1、图4和图7，本实施例提供一种激光模组，该激光模组包括固定组10和多个更换组20，多个更换组20用于替换设置于固定组10的出光侧；固定组10包括光源11以及依次设于光源11出光侧的快轴压缩镜12和扩束单元13；每个更换组20均包括光波导21；光源11出射的光束通过快轴压缩镜12进行快轴压缩并经扩束单元13扩束后入射至更换组20，更换组20的光波导21将光束匀化后出射；其中，经任意两个更换组20出射的光束在接收面得到的光斑的尺寸不同。该激光模组能够根据需要输出预设大小的光斑，且提高了输出光斑的均匀度，且能够减小激光模组的体积，提高激光模组的应用灵活性。

本申请提供的激光模组包括上述的固定组10和多个更换组20，其中，需要说明的是，每个更换组20可以替换设置于固定组10的出光侧，且经任意两个更换组20出射光束在接收面得到的光斑的大小不同。这样，本申请通过在固定组10的出光侧替换安装不同的变化组便可以实现不同光斑大小的输出，如此，一套激光模组便可以实现不同尺寸的光斑的输出，能够有效提高激光模组的适用性。

需要说明的是，第一，固定组10包括光源11、设于光源11出光侧的快轴压缩镜12，以及设于快轴压缩镜12出光侧的扩束单元13。

其中，快轴压缩镜12设置于光源11的出光侧，这样，快轴压缩镜12的设置能够对光源11出射的光束在快轴方向上进行压缩，从而使得光束在快轴方向上的发散角和在慢轴方向上的发散角相近。

在本实施例中，可选地，经快轴压缩镜12后的光束在快轴方向上的发散角和在慢轴方向上的发散角可以均在2°至25°之间。例如，经快轴压缩镜12的快轴方向的压缩后，光束在快轴方向上的发散角和在慢轴方向上的发散角可以为8°、9°、10°、11°或者12°等。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。

还有，上述快轴压缩镜12可以为平凸透镜，该平凸透镜的平面朝向光源11，且其凸面朝向扩束单元13。具体地，该平凸透镜的凸面的曲率等参数本领域技术人员可以根据快轴压缩镜12对快轴方向的光束的压缩角度需求自定，本申请不做限制。

第二，扩束单元13设置于快轴压缩镜12的出光侧，该扩束单元13用于对自快轴压缩镜12出射的光束进行扩束。本申请通过设置扩束单元13，可以使得进入固定组10的光波导21的光束的入射角变大，这样，由于进入光波导21的光束的入射角较大，光束进入光波导21后能够增加光束在光波导21内的全反射次数，从而能够使得光束能够在较短的光波导21尺寸的条件下依然实现较佳的匀化效果，进而能够减少激光模组的体积，以提高激光模组的应用灵活性。

可选地，如图2和图3所示，上述扩束单元13可以包括至少一个平凹透镜，且平凹透镜的凹面为入光面。即平凹透镜的凹面朝向光源11，而其平面背向光源11。

在一种可行的实施方式中，上述扩束单元13可以只包括一个平凹透镜，如图1所示。这样，整个激光模组的镜片数量较少，整个光路结构较为精简，有利于激光模组的体积小型化。

在另一种可行的实施方式中，可选地，上述扩束单元可以包括两个沿光轴方向设置的平凹透镜，且两平凹透镜的凹面均朝向光源11。这样，每一个平凹透镜都可以对光束进行扩束一次，这样，能够有效提高激光模组的匀化效果或者在匀化效果不变的情况下进一步缩小更换组20的光波导21的整体体积。

第三，上述更换组20包括多个，在本实施例中，自多个更换组20出射的光束在接收面得到的光斑的大小不同。本申请通过给固定组10配备多个更换组20，且多个更换组20出射的光束在接收面的光斑尺寸大小不同，这样，一套激光模组便可以实现多个不同尺寸的光斑的输出，能够满足大多数的应用需求，有效提高激光模组的适用性。

其中，本申请对每个更换组20出射的光斑尺寸不做限制，本领域技术人员可以根据激光模组的使用需要自行选择不同的光斑尺寸。

还有，本申请的每个更换组20均包括光波导21，且在本实施例中，光波导21作为每个更换组20的最远离光源11的光学元件，即本申请采用光波导21作为最终出光的匀光元件。

这样，多个更换组20出射的光束在接收面的光斑尺寸不同，具体可以体现为，每个更换组20的光波导21的耦出口的尺寸不同。示例性地，更换组20的光波导21的耦出口可以为9mm×9mm的规格、12mm×12mm的规格等。当然，上述光波导21的规格仅为示例并非是对本申请的限制，每个更换组20的光波导21的具体规格尺寸本领域技术人员可以自行根据需要选择。

可选地，为了使得光束能够被尽可能多的全反射，且能够输出较小尺寸的光斑，对应更换组20的光波导21的耦入区的尺寸可以大于或等于光波导21的耦出区的尺寸，如图5和图6所示。本申请将耦出区的尺寸设置的较小，这样可以使得激光模组应用于需要较小光斑输出的领域，例如除鼻毛、祛斑等。

需要说明的是，可以是某一个更换组20的光波导21满足该条件(光波导21的耦入区的尺寸大于或等于光波导21的耦出区的尺寸)，也可以是其中几个更换组20的光波导21满足该条件，甚至还可以是全部的更换组20的光波导21满足该条件，具体视使用需求而定。

还有，可选地，光波导21的耦出区的横截面可以为圆形或者矩形，如图1和图4所示。具体形状可以根据应用场景确定。比如可以部分更换组20的光波导21的横截面形状为圆形，另一部分更换组20的光波导21的横截面形状为矩形。例如，当该激光模组用于除鼻毛时，该光波导21的耦出区的横截面可以为圆形。

综上所述，本申请提供的激光模组包括固定组10和多个更换组20，多个更换组20用于替换设置于固定组10的出光侧；固定组10包括光源11以及依次设于光源11出光侧的快轴压缩镜12和扩束单元13；每个更换组20均包括光波导21；光源11出射的光束通过快轴压缩镜12进行快轴压缩并经扩束单元13扩束后入射至更换组20，更换组20的光波导21将光束匀化后出射；其中，经任意两个更换组20出射的光束在接收面得到的光斑的尺寸不同。一方面，本申请通过给激光模组的固定组10配备多个更换组20，且自任意两个更换组20出射的光束在接收面得到的光斑的尺寸不同，这样，本申请提供的激光模组可以实现多个不同大小的光斑输出，能够满足多个光斑大小的使用需求，且操作方式简单(只需通过将对应的更换组20安装在固定组10的出光侧即可)，有效提高了激光模组的适用性，具有较佳的市场应用前景；另一方面，本申请提供的更换组20采用了光波导21作为匀化元件，相对于透镜匀化来说其匀化效果较佳，且本申请的固定组10还设置了扩束单元13，这样，经过扩束单元13的扩束后，进入更换组20的光波导21的光束的入射角较大，这样，能够使得耦合至光波导21内的光束能够经过多次全反射，如此，本申请能够实现在较短的光波导21尺寸的条件下便能够实现较佳的匀化效果。即，本申请提供的激光模组能够根据需要输出预设大小的光斑，且提高了输出光斑的均匀度，且能够减小激光模组的体积，提高激光模组的应用灵活性。

可选地，如图1至图3所示，上述光源11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111；快轴压缩镜12包括多个子快轴压缩镜121，多个子快轴压缩镜121一一对应设置于多个巴条111的出光侧，用于对每个巴条111出射的光束在快轴方向上进行压缩。

即巴条111和子快轴压缩镜121一一对应，每个子快轴压缩镜121用于压缩每个巴条111在快轴方向上的光束，如图2和图3所示。

本申请对半导体激光器叠阵的巴条111的数量不做限制，可以为5个或者10个等。

当然，上述半导体激光器叠阵也可以包括多个，即光源11包括多个半导体激光器叠阵。这样，固定组10还可以包括合束器，即在在快轴压缩镜12和扩束单元13之间设置合束器，以使得多个半导体激光器出射的光束经过快轴方向的压缩后再通过合束器合束后入射至扩束单元13。

本申请对上述合束器的类型不做限制，本领域技术人员可以自行选择合适的合束器。

可选地，请参照图4，上述固定组10还可以包括设于扩束单元13出光侧和光波导21入光侧之间的正透镜22，正透镜22用于压缩自扩束单元13出射的光束。本申请通过设置正透镜22，可以使得光束被进一步压缩，从而使得最终经过更换组20出射的光斑的尺寸更小。

需要说明的是，本申请提供的更换组20包括多个，下文将对多个更换组20进行具体说明。在这里，需要说明的是，多个更换组20在本文中指代两个更换组20及其以上。

可选地，在一种可行的实施方式中，上述更换组20包括至少两个第一子更换组23，任意两个第一子更换组23的光波导21的耦出区的尺寸不同。如图5和图6所示。

这样，只需要给每个第一更换组20提供不同耦出区尺寸即可，更换组20实现不同光斑大小输出的方式较为简单。在图5和图6中，图5所示的光波导21的耦出区的尺寸大于图6所示的光波导21的耦出区的尺寸。

可选地，在另一种可行的实施方式中，如图7至图9所示，更换组20还可以包括第二子更换组24，第二子更换组24还包括设于第二子更换组24的光波导21的入光侧的正透镜22，正透镜22用于压缩自固定组10出射的光束。

这样，正透镜22的设置可以使得光束被进一步压缩，从而使得最终经过第二子更换组24出射的光斑的尺寸更小，如图8和图9所示。

需要说明的是，第一，当更换组20设置了正透镜22的时候，固定组10可以不设置正透镜22。

第二，上述第二子更换组24可以包括多个，不同第二子更换组24的光波导21的耦出区的大小可以不同。

第三，本申请提供的多个更换组20可以只包括至少两个第一子更换组23；也可以只包括至少两个第二子更换组24(当只包括至少两个第二子更换组24时，每个第二子更换组24的光波导21的耦出区大小应该不同)；还可以在包括至少两个第一子更换组23的基础上，同时包括至少两个第二子更换组24。

本发明的另一方面，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。

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

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (9)

1.一种激光模组，其特征在于，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；所述固定组包括光源以及依次设于所述光源出光侧的快轴压缩镜和扩束单元；每个所述更换组均包括光波导；

所述光源出射的光束通过所述快轴压缩镜进行快轴压缩并经所述扩束单元扩束后入射至所述更换组，所述更换组的光波导将所述光束匀化后出射；其中，经任意两个所述更换组出射的光束在接收面得到的光斑的尺寸不同。

2.根据权利要求1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，用于对每个巴条出射的光束在快轴方向上进行压缩。

3.根据权利要求1或2所述的激光模组，其特征在于，所述扩束单元包括至少一个平凹透镜，且所述平凹透镜的凹面为入光面。

4.根据权利要求3所述的激光模组，其特征在于，所述扩束单元包括两个沿光轴方向设置的平凹透镜，且两所述平凹透镜的凹面均朝向光源。

5.根据权利要求1或2所述的激光模组，其特征在于，所述固定组还包括设于所述扩束单元出光侧和所述光波导入光侧之间的正透镜，所述正透镜用于压缩自所述扩束单元出射的光束。

6.根据权利要求1所述的激光模组，其特征在于，所述更换组包括至少两个第一子更换组，任意两个所述第一子更换组的光波导的耦出区的尺寸不同。

7.根据权利要求1或6所述的激光模组，其特征在于，所述更换组包括第二子更换组，所述第二子更换组还包括设于所述第二子更换组的光波导的入光侧的正透镜，所述正透镜用于压缩自所述固定组出射的光束。

8.根据权利要求1所述的激光模组，其特征在于，所述光波导的耦出区的横截面为圆形或者矩形。

9.一种医疗装置，其特征在于，包括权利要求1至8中任意一项所述的激光模组。