CN1744395A - 二极管激光器光束整形微透镜阵列 - Google Patents
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Abstract
本发明为二极管激光器光束整形微透镜阵列，属于激光技术领域。本发明由长方体形状的透光介质基片(2)构成，在透光介质基片(2)相对的两个表面上分别刻写有相互正交的长微透镜(3)和短微透镜(4)，作为压缩二极管激光器快轴光束的长微透镜(3)的中轴线与二极管激光器的快轴方向平行，作为压缩二极管激光器慢轴光束的短微透镜(4)的中轴线与二极管激光器的慢轴方向平行。本发明在同一块微透镜阵列基片上实现了对二极管激光器阵列的光束在快轴和慢轴方向上的同时整形，在安装调节过程中可以分别调整微透镜在两个方向的对准程度，因此安装误差小。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于对二极管激光器线阵或列阵的光束进行整形的微透镜阵列，属于激光技术领域。
背景技术
二极管激光器具有体积小、重量轻、效率高、工作寿命长及可直接调制等许多重要特点，但由于一般的二极管激光器的光波导存在较强的非对称性，其输出光束的空间分布在垂直于结平面方向(快轴方向)和平行于结平面方向(慢轴方向)出现较大的差别，且具有较大的发散角，需要进行光束整形才能更广泛的应用。
目前的整形微透镜是在透光介质上形成的带有一定曲率的微小突起，或是在光纤前端熔融或精磨而成的带有圆曲面的微小透镜，只要将二极管激光器的发光单元中心对准微透镜中心，可达到大大降低二极管激光器光束发散角的目的，即对光束进行整形。但目前的大多数单一形状的微透镜都只能对二极管激光器在一个方向上进行整形，即只能压缩快轴发散角或只能压缩慢轴发散角。目前虽然有具有两个光焦度的微透镜能对二极管激光器在快慢轴上同时压缩发散角，但其设计复杂，加工困难，制作效率低，设备安装误差大。
发明内容
为了克服目前微透镜阵列在一块阵列上难以将二极管激光器的快慢轴发散角同时压缩以及能快慢轴发散角同时压缩的单块微透镜阵列加工上的困难，本发明提供一种微透镜阵列，该阵列在基片的两个表面分别加工成形两种互相正交的微透镜，可以在一块阵列上实现将二极管激光器阵列的快慢轴发光光束同时整形，且设计简单，制作效率高，设备安装误差小。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案参见图1～3，利用脉冲准分子激光器的冷加工特点，对透光折射材料基片进行刻写，基片形状为长方体，厚度在0.2mm～1mm之间。沿基片表面的长的方向刻写长微透镜，其轴向长度要大于二极管激光器发光单元的快轴方向长度的总和，在5mm～15mm之间；沿基片表面的宽的方向刻写短微透镜，其轴向长度要大于二极管激光器发光单元的慢轴方向的长度，其轴向长度在0.1mm～1mm之间。分别在基片的两个表面刻写出正交的具有不同曲率的微小透镜槽，微透镜曲率半径在50um～500um之间，透镜槽的宽度在100um～500um之间，透镜的矢高在20um～100um之间。两个方向的微透镜分别作为压缩二极管激光器快轴和慢轴发散角的透镜，只是这两个方向上的透镜分别处于同一个基片的两个相对的平面上。
本发明的有益效果是：在同一块微透镜阵列基片上实现了对二极管激光器阵列的光束在快轴和慢轴方向上的同时整形，而且使用准分子激光器加工效率高，本发明在安装调节过程中可以分别调整微透镜在两个方向的对准程度，因此安装误差小。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1.本发明二极管激光器光束整形微透镜阵列立体图；
图2.微透镜阵列侧视图；
图3.微透镜阵列俯视图；
图中，1.二极管激光器发光单元，2.透光介质基片，3.长微透镜，图中为单个长微透镜，4.短微透镜，图中为N个短微透镜。
具体实施方式
结合附图，下面阐述本使用新型的具体实施例。
微透镜阵列的制作方法：在透光介质基片上用准分子激光器进行双面分别刻写，采用光束不动，基片移动的方法，首先在基片的一面上刻写出单个长微透镜3，然后将基片翻过来，在反面进行刻写，对准方位后利用编程后的电移平台可加工出N个短微透镜4，刻写时保证N个短微透镜4的方向与长微透镜3的方向正交。其中数量N表示二极管激光器发光单元的个数。
基于现有二极管激光器阵列的发光单元沿平行于结平面方向排列的特点，本发明微透镜阵列使用单个长微透镜3对二极管激光器的快轴发散角进行压缩，同时使用N个短微透镜4对二极管激光器的慢轴发散角压缩。由于二极管激光器的光束在快轴方向上发散很快，因此需要首先对光束的快轴方向进行光束整形，因此微透镜阵列放置时要使具有单个长微透镜3的一面面向二极管激光器的发光单元1，使单个长微透镜3的中轴线与二极管激光器的发光单元1水平方向中轴线平行并调整微透镜阵列与二极管激光器之间的相对距离，即可满足微透镜对快轴光束的最佳整形；同时将N个短轴透镜4各自的中轴线与N个发光单元1各自的竖直中轴线平行，即可满足对N个发光单元1的光束在慢轴方向的最佳整形。
Claims (4)
1、二极管激光器光束整形微透镜阵列，由透光介质基片(2)构成，其特征在于：所述的透光介质基片(2)为长方体，在透光介质基片(2)相对的两个表面上分别刻写有相互正交的长微透镜(3)和短微透镜(4)，作为压缩二极管激光器快轴光束的长微透镜(3)的中轴线与二极管激光器的快轴方向平行，作为压缩二极管激光器慢轴光束的短微透镜(4)的中轴线与二极管激光器的慢轴方向平行。
2、根据权利要求1所述的二极管激光器光束整形微透镜阵列，其特征在于：所述的透光介质基片(2)的厚度在0.2mm～1mm之间。
3、根据权利要求1所述的二极管激光器光束整形微透镜阵列，其特征在于：
所述的长微透镜(3)的轴向长度大于二极管激光器发光单元(1)的快轴方向长度的总和，其轴向长度为5mm～15mm；所述的短微透镜(4)的轴向长度大于二极管激光器发光单元(1)的慢轴方向的长度，其轴向长度为0.1mm～1mm。
4、根据权利要求1所述的二极管激光器光束整形微透镜阵列，其特征在于：
所述的长、短微透镜曲率半径在50um～500um之间，长、短微透镜槽的宽度在100um～500um之间，长、短透镜的矢高在20um～100um之间。
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