CN201583732U - 用于聚焦半导体激光器输出光束的光束处理器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于聚焦半导体激光器输出光束的光束处理器，包括两个偏振光束分离器和两个屋脊反射器列阵，偏振光束分离器包括四个通光面，其中两个通光面是光的出入面，另两个通光面是光的处理面；两个屋脊反射器列阵分别放置在正对从第一偏振光束分离器出射的P偏振光束组和S偏振光束组的方向上，第二偏振光束分离器与第一偏振光束分离器平行放置。本光束处理器不仅可以从根本上避免出现光程差，而且还可进一步调整光束组的横向SDP和竖向SDP，为产品设计提供了满足各种目的的不同选择。

Description

用于聚焦半导体激光器输出光束的光束处理器

技术领域

本实用新型涉及一种光束处理器，尤其涉及一种可用于改造半导体激光器的输出光束，将其聚焦为极小的对称光点的光束处理器，属于光学技术领域。

背景技术

根据光学不变量原理，一个光束的线度-发散度乘积(SDP)在光学系统中是不变的。众所周知，侧面辐射的半导体激光器的光束性质在横向(平行于PN结或量子阱的方向)和竖向(垂直于PN结或量子阱的方向)两个方向上的线度-发散度乘积很不对称。正是由于这种不对称，使得半导体激光器的输出光束无法聚焦成有用的光点，因此在许多极有前途而且比其它种类的激光器都优越得多的应用领域无法发挥作用。

由于半导体激光器的这种特性以及由此造成的应用上的局限都源于基本的物理定律，所以克服半导体激光器局限性的努力就只能放在后续的光束处理上。为此，人们先后发展出了多种光束处理技术。例如本发明人在2002年设计的光束分配装置(参见中国实用新型专利ZL02253490.3，2003年8月13日授权公告)就是其中之一。

该光束分配装置包括可发射沿单个光束横截面的横向方向排列展开的一组光束的发光装置以及若干个屋脊反射器。屋脊反射器为两面相互交叉的平面反射镜，其交叉处为屋脊，两面平面反射镜之间的夹角为45°的整数倍，且不大于90°；屋脊反射器沿光束的横向方向平行排列，其开口正对光束组入射方向，屋脊反射器固定在一个板块上，板块底座上装有万向节；夹角为90°的屋脊反射器的屋脊绕光束入射方向旋转45°；屋脊反射器的开口宽度不小于到达开口处的入射光束的横向线度。

利用该光束分配装置，屋脊反射器反射回来的每一个光束都已绕其传播方向旋转了90°。这样，被反射回来的光束组的横向SDP和竖向SDP得以调整，从而有可能被聚焦成为极小的对称的光点。但是被反射的光束组不能沿原路返回，因为这样它就会回到半导体激光器。被反射的光束组的传播方向必须离开入射光束组的传播方向。为此，将屋脊反射器绕X轴旋转了45°，沿Z方向传播的入射光被屋脊反射器反射后，将绕X轴旋转90°，在Y轴方向传播，这样后续的光学处理可以在新的空间方向上进行，不再受阻。但与此同时，反射后的光束组还绕Z轴旋转了45°，这样就在相邻光束间引进了光程差。为了解决这一问题，聚焦光束组的光学系统必须采取相应的措施。采取这类措施无疑将增加光学系统的实施成本和实现难度。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种用于聚焦半导体激光器输出光束的光束处理器。该光束处理器在上述光束分配装置的基础上进行了巧妙的改造，从根本上避免了在反射光束组的相邻光束之间引进光程差。

为实现上述的目的，本实用新型采用下述的技术方案：

一种用于聚焦半导体激光器输出光束的光束处理器，包括两个偏振光束分离器和两个屋脊反射器列阵，所述屋脊反射器列阵包括至少两个相互平行排列、具有同一开口方向的屋脊反射器，所述屋脊反射器为两面相互交叉的平面反射镜，其交叉处为屋脊，所述屋脊与所述开口方向的夹角为45°，其特征在于：

所述偏振光束分离器包括四个通光面，其中两个通光面是光的出入面，另两个通光面是光的处理面；

两个所述屋脊反射器列阵分别放置在正对从第一偏振光束分离器出射的P偏振光束组和S偏振光束组的方向上，第二偏振光束分离器与所述第一偏振光束分离器平行放置。

其中，所述偏振光束分离器为平行六面体，由两个棱镜组成；所述棱镜的一个面为分光面(也称结合面)，两个棱镜沿分光面互相结合在一起。

所述光束处理器还包括第三偏振光束分离器，所述第三偏振光束分离器分别接收来自两个偏振光束分离器的S偏振光束组和P偏振光束组。

所述偏振光束分离器和屋脊反射器列阵做成一体，所述偏振光束分离器中的光的处理面是所述屋脊反射器列阵。

所述偏振光束分离器的一个作为光的出入面使用的通光面是柱面；或者，所述偏振光束分离器的一个作为光的出入面使用的通光面是双柱面；或者，所述偏振光束分离器的一个作为光的出入面使用的通光面是球面。

所述偏振光束分离器的分光面由相间的两组小平面组成，其中一组小平面与通光面的夹角是45°。

由两个偏振光束分离器集成为一个偏振光束分离器，集成后的偏振光束分离器有两个互相平行或者互相垂直的分光面。或者，由三个偏振光束分离器集成为一个偏振光束分离器，集成后的偏振光束分离器有三个分光面，其中一个分光面为公共分光面，另外两个分光面中，一个和公共分光面平行，另一个和公共分光面垂直。

本光束处理器的基本单元是一个偏振光束分离器和一个屋脊反射器列阵。光束处理器由两个基本单元组成，两个基本单元分别用以处理不同偏振状态的光束。两个基本单元共用一个偏振光束分离器。

光束射入偏振光束分离器以后，在分光面上被分解成为偏振方向互相垂直的两部分，分别送往对应的屋脊反射器列阵，在那里被垂直地反射，反射后每一个光束都绕前进方向旋转了90°，相对于偏振光束分离器的偏振状态因而被改变，然后返回偏振光束分离器，在分光面上被叠加成为一个新的光束，从偏振光束分离器中出射。出射方向不同于入射方向。

如果入射的是光束组，由于每一个光束都在屋脊反射器列阵上被反射及旋转了90°，反射以后的光束组的横向SDP和竖向SDP都已被改变，成为可以被聚焦成为小光点的光束组。

值得指出的是，光束处理器的基本组成部分可以处理任何偏振状态的光束，甚至非偏振的光束。

为获得高功率的输出，可将偏振方向互相垂直的两组入射光束组在进入光束处理器之前先由另一偏振光束分离器处理，将它们叠加成为传播方向相同，偏振方向互相垂直的两个光束组，然后一同进入光束处理器的基本组成部分，进行如上所述的处理。再进一步，在一个偏振方向上的光束组还可以有多组，例如从叠加的半导体激光条辐射的多组光束，先将两个偏振方向互相垂直的多组入射光束组分别从两个方向送入另一偏振光束分离器，叠加在一起以后再送入光束处理器的基本组成部分进行处理，可以达到极高的功率输出。如果将其聚焦，被聚焦的小光点上的功率密度可达到极高的数值。

偏振光束分离器的斜面和六面体的六个面有各种不同的设计，使偏振光束分离器还能具备许多其它功能，例如对光束进行准直，聚焦和压缩。两个甚至三个偏振光束分离器还能结合在一起，做成集成的光学元件。进而，还可以将屋脊反射器结合到偏振光束分离器上，成为集多种功能于一体的高度集成的光学元件。一个这样的元件的功能不仅是光束处理器，而且还包括对光束快轴和慢轴两个方向的准直。这样，光束处理工作变得非常简单，相当于快轴方向的准直。由于高度集成，最大限度地减少了分立光学元件的数目，由此做成的半导体激光器件将会非常可靠和稳定。

本光束处理器还包括重新设计的偏振光束分离器。按照新的设计，偏振光束分离器的两个棱镜的结合斜面不再是一个平面，而是由相间的两组小平面组成，但是其中一组小平面与通光面的夹角不再是45°，而另一组小平面与通光面的夹角仍是45°。新设计的偏振光束分离器的入射面和出射面的宽度因而可以做得很不相等，例如入射面很宽而出射面很窄。很宽的入射面适合于接收细光束宽间距的入射光束组(这是高功率半导体激光器输出光束组)；很窄的出射面适合于输出窄间距的出射光束组。光束间的间距被压缩，这也有利于聚焦。

本光束处理器在光束分配装置的基础上补充了一系列相关的光学设计，使之能满足应用领域的各项要求，比现有的市场产品更简便实用，便于进行工业生产。本光束处理器不仅可以从根本上避免出现光程差，而且还可进一步调整光束组的横向SDP和竖向SDP，为产品设计提供了满足各种目的的不同选择。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

图1所示为本实用新型所述的光束处理器的基本单元，包括一个偏振光束分离器(5，6)，一个屋脊反射器列阵7以及一组P偏振的入射光束1。

图2所示为光束处理器的基本单元的另一实施例，包括一个偏振光束分离器(5，6)，一个屋脊反射器列阵12，所不同的是有一组S偏振的入射光束8。

图3所示为本实用新型所述的光束处理器的基本组成部分，即一个偏振光束分离器(5，6)和两个屋脊反射器列阵7和12。

图4所示为本实用新型所述的光束处理器，包括基本组成部分和一个附加的偏振光束分离器(15，16)。

图5所示为两个光束处理器的基本组成部分和一个附加的偏振光束分离器(15，16)。这两个光束处理器的基本组成部分一个是7和(5，6)，另一个是12和(5A，6A)。

图6所示为集成的偏振光束分离器和屋脊反射器列阵。

图7所示为集成的光束处理器的基本组成部分。

图8所示为偏振光束分离器的衍生例之一。

图9所示为偏振光束分离器的衍生例之二。

图10所示为对图6或图8的衍生例之一，偏振光束分离器(5，6)的一对透射相关的通光面分别演变为屋脊反射器列阵和柱面。

图11所示为对图6的衍生例之二，偏振光束分离器(5，6)的一对反射相关的通光面分别演变为屋脊反射器列阵和柱面。

图12所示为对图10或图11的又一衍生例，其中与屋脊反射器列阵反射相关和透射相关的两个通光面都演变为柱面。

图13所示为集成在一起的光束处理器的基本组成部分，两个光的出入面演变为柱面，两个光的处理面演变为屋脊反射器列阵。

图14所示为新设计的偏振光束分离器的一个变化了的棱镜(小平面棱镜)。

图15所示为采用小平面棱镜组成的小平面偏振光束分离器的应用实施例之一。

图16所示为45°小平面偏振光束分离器的衍生例之一，其中一个光的出入面演变为柱面。

图17所示为45°小平面偏振光束分离器的衍生例之二，其中另一个光的出入面演变为柱面。

图18所示为采用小平面棱镜组成的45°小平面偏振光束分离器的应用实施例之二，其中两个光的出入面都演变为柱面。

图19所示为合并在一起的两个偏振光束分离器，其中两个分光面互相平行。

图20所示为合并在一起的两个偏振光束分离器，其中两个分光面互相垂直。

图21所示为合并在一起的三个偏振光束分离器。其中集成以后的偏振光束分离器有三个分光面，一个分光面为公共分光面；另外两个分光面中的一个和公共分光面平行，另一个和公共分光面垂直。

具体实施方式

本实用新型所提供的光束处理器是在专利号为ZL 02253490.3的光束分配装置基础上的进一步发展。该光束处理器补充了一系列相关的光学设计，从根本上避免了在反射光束组的相邻光束之间引进光程差。

图1所示为本光束处理器的基本单元的一个实施例。该光束处理器包括一个偏振光束分离器和一个屋脊反射器列阵7。偏振光束分离器由两个棱镜5和6组成(以下简记为5，6)，棱镜的一个面为结合面24，两个棱镜沿结合面互相结合在一起组成偏振光束分离器，如前所述，结合面24按其功能也可以称呼是分光面。偏振光束分离器是一个六面体。面对分光面的四个侧面为通光面A、B、C、D，这四个通光面可分为两组，A、B为一组，C、D为另一组。屋脊反射器列阵包括至少两个相互平行排列、具有同一开口方向的屋脊反射器，屋脊反射器为两面相互交叉的平面反射镜，其交叉处为屋脊。两个平面反射镜之间的夹角为90°左右，屋脊与开口方向的夹角为45°左右。

在使用时，一组通光面的功能是光的出入面，而另一组通光面的功能是光的处理面。它们的功能可以互换。来自发光源的入射光束组1在到达偏振光束分离器的分光面之前先透过的通光面A是光的出入面，从偏振光束分离器的分光面送往屋脊反射器列阵的光所透过的通光面C是光的处理面，被屋脊反射器列阵处理过后返回偏振光束分离器的光通过的还是这个光的处理面，光在返回偏振光束分离器以后再由分光面送出偏振光束分离器时所透过的通光面B也是光的出入面。无论是光的出入面还是光的处理面，它们都垂直于出入偏振光束分离器的光束。此外，这四个通光面还两两相关：A、C两个通光面透射相关，B、D两个通光面透射相关；A、D两个通光面反射相关，B、C两个通光面反射相关。在本实施例中，A和B这组通光面是光的出入面，通光面C是光的处理面。

如图1所示，入射光束组1的前进方向由光束上的箭头指示，偏振方向由光束上的短线指示，对于偏振光束分离器(5，6)，入射光束组1是P偏振光，它进入偏振光束分离器后穿过分光面而出，成为光束组2，然后射向屋脊反射器列阵7，在那里被反射，反射以后沿原路逆向返回，成为光束组3，第二次进入偏振光束分离器(5，6)。由于每一个光束都在反射过程中绕前进方向旋转了90°，不仅完成了对光束组横向SDP和竖向SDP的改造。而且反射后的光束组3第二次进入偏振光束分离器时成了S偏振光束，在分光面上被反射出去，被成功地分离出来，成为出射光束组4。

图2所示为光束处理器的基本单元的另一实施例。光束组8的前进方向由光束上的箭头指示，偏振方向由光束上的短线所示，对于偏振光束分离器，它是S偏振，进入偏振光束分离器后被分光面反射而出，成为光束组9，然后射向屋脊反射器列阵12，在那里被反射。反射以后沿原路逆向返回，成为光束组10，第二次进入偏振光束分离器。由于每一个光束都在反射过程中绕前进方向旋转了90°，反射后的光束组10第二次进入偏振光束分离器时成了P偏振光束，它穿过分光面而出，被成功地分离出来，成为出射光束组11。在这个实施例中，A和B这组通光面是光的出入面，通光面D是光的处理面。

应当指出，图1和图2的区别不在于基本单元的构成，而在于入射光束组的偏振状态不同，光束处理器的基本单元构成是一样的。如果在图1中把出射光束组4作为入射光束组反方向入射到偏振光束分离器，那么随后的过程就是前述过程的逆过程，入射光束组1成了出射光束组；图1成了图2。

偏振光束分离器也可以由一个棱镜组成，该棱镜中用作结合面的那个面经光学技术处理后，其光学功能相当于两个棱镜组成的偏振光束分离器的分光面。另外，偏振光束分离器还可以是一个经过光学技术处理后按一定角度安放的薄平面，其光学功能相当于分光面。

图3所示为本实用新型所述的光束处理器的基本组成，它包括两个基本单元，但共用一个偏振光束分离器。图中的入射光束组1+8可以是任何偏振状态的光束组，甚至是非偏振的入射光束组。偏振光束分离器将入射光束组中的S和P偏振的成份分解以后分别送到相应的屋脊反射器列阵12和7，光束在那里被反射并绕前进方向旋转了90°以后再沿原路逆向返回偏振光束分离器，分别变成了P和S偏振，在偏振光束分离器的分光面上分别透过和反射。这样，经过处理的光束组被成功地合并而且从入射光束组分离出来，成为出射光束组4+11。无论入射光束组的偏振状态如何，输出的总是叠加在一起的两组偏振状态互相垂直的经过处理的光束组。在这个实施例中，A和B这组通光面是光的出入面，C和D这组通光面是光的处理面。在这个实施例中还可以看到，光的出入面和光的处理面是相关的。例如，光的出入面A和光的处理面C以及D都是相关的，但又各不相同，光的出入面A和光的处理面C是透射相关，而光的出入面A和光的处理面D是反射相关。同理，光的出入面B和光的处理面D是透射相关，而光的出入面B和光的处理面C是反射相关。

图4所示为本实用新型所述的光束处理器，包括基本组成部分和一个附加的偏振光束分离器。该偏振光束分离器由两个棱镜15和16组成，简记为(15，16)。图4中的13′是在X方向叠加的几组P偏振光束组，14′是在Z方向叠加的几组S偏振光束组，它们在附加的偏振光束分离器中汇合，在分光面分别被透过和反射，叠加以后一同进入光束处理器的基本组成部分，随后的处理过程如图3所述。出射的光束组4′+11′的横向SDP和竖向SDP已经被改造，可由光学系统聚焦成为小光点。由于该小光点上集中了数组光束组的功率，其功率密度极高。

附加的偏振光束分离器的作用是将更多的光束组加入到光束处理器基本组成部分进行处理。

图5所示为两个光束处理器的基本组成单元和一个附加的偏振光束分离器。图5中的偏振光束分离器(5A，6A)和屋脊反射器列阵12组成的基本单元用于处理入射的S偏振光束组8。而偏振光束分离器和屋脊反射器列阵7组成的基本单元则用于处理入射的P偏振光束组1。对于附加的偏振光束分离器(由光学器件15和16组成，简记为15，16)，经由这两个基本单元处理过的输出光束组分别成了P偏振和S偏振状态。它们分别进入附加的偏振光束分离器，分别在分光面被透过和反射，一同出射，成为出射光束组4+11。

图5所示的实施例和图4所示的实施例的目的都是把偏振状态不同互相垂直的两组光束送入光束处理器单元进行处理并变成在横向和竖向的SDP都已被改造过的光束组输出，不同之处在于图4所示的是先把偏振状态不同的两组光束合并，然后一同送入如图3所示的光束处理器的基本组成部分进行处理，变成在横向和竖向的SDP都已被改造过的光束组输出。而图5所示的则是先把偏振状态不同的两组光束分别送往各自的光束处理器单元，变成在横向和竖向的SDP均已被改造过的两组光束组，然后将它们送入一个附加的偏振光束分离器，两组光束组合并以后一同输出。

图6所示为集成的偏振光束分离器和屋脊反射器列阵7。它的功能相当于一个如图1所示的光束处理器单元。图1中的半个偏振光束分离器6和屋脊反射器列阵7合二而一，成为17。或者说，一个光的处理面演变为屋脊反射器列阵。光束组在屋脊反射器列阵上的反射是内反射而不是外反射。这反射既可以由内全反射来实现，也可以通过在屋脊反射器列阵上镀反射膜来实现。

图7所示为集成的光束处理器的基本组成部分，相当于图3所示。不同之处在于偏振光束分离器和两个屋脊反射器列阵结合在一起，或者说，两个光的处理面都演变为屋脊反射器列阵。光束组在屋脊反射器列阵上的反射是内反射而不是外反射。

图8所示为偏振光束分离器的衍生例之一。偏振光束分离器的四个通光面之一演变成了柱面，即在XZ平面的曲率沿Y轴不变的曲面，成为新型的偏振光束分离器(由光学器件5和20组成，简记为5，20)。或者说，一个光的出入面演变为柱面。通过柱面进入或离开的光束在本图中的X方向的发散可被处理，或准直，或聚焦。

图9所示为偏振光束分离器的衍生例之二。偏振光束分离器的四个通光面之一演变成了双柱面，即在XZ平面的曲率沿Y轴不变，在YZ平面的曲率沿X轴也不变的曲面，成了双柱面偏振光束分离器(由光学器件5和21组成，简记为5，21)。或者说，一个光的出入面演变为双柱面。如果两个曲率相等，该曲面是球面。如果用它替代图1至图4中的偏振光束分离器，而且入射光束组18来自半导体激光器，则离开它的出射光束组4+11不但在慢轴方向该图Z方向的发散被准直，而且还在该图Y方向被聚焦。如果用它替代图5中的偏振光束分离器(15，16)，而且入射光束组18来自半导体激光器，则离开它的出射光束组4+11不但在慢轴方向该图Z方向的发散被准直，而且还在该图Y方向被聚焦。

图10所示为对图6或图8的衍生例之一。在这里，一个光的处理面演变为屋脊反射器列阵，与之透射相关的光的出入面演变成了柱面。它的功能相当于一个光束处理器单元加一个柱面镜。如果用图10所示的光学器件(20，17)来取代图1中的偏振光束分离器和屋脊反射器列阵7，并且入射光束组1来自半导体激光器，这个柱面形成的柱面镜就是对入射光束组1的快轴发散的准直柱面透镜。同样，如果用图10所示的光学器件(20，17)来取代图2中的偏振光束分离器和屋脊反射器列阵12，并且入射光束组8来自半导体激光器，这个柱面形成的柱面镜就是对出射光束组11的慢轴发散的准直或聚焦的柱面透镜

图11所示为对图6或图8的衍生例之二。在这里，一个光的处理面演变为屋脊反射器列阵，与之反射相关的光的出入面演变成了柱面。它的功能也相当于一个光束处理器单元加一个柱面透镜，但这个柱面镜的放置位置和图10所示不一样。如果用图11所示的光学器件(5，21)来取代图1中的偏振光束分离器和屋脊反射器列阵7，并且入射光束组1来自半导体激光器，这个柱面形成的柱面透镜就是对出射光束组4的慢轴发散的准直或聚焦柱面透镜。同样，如果用图11所示的光学器件(20，17)来取代图2中的偏振光束分离器和屋脊反射器列阵12，并且入射光束组1来自半导体激光器，这个柱面形成的柱面透镜就是对入射光束组8的快轴发散的准直柱面透镜。

图12所示为对图10或图11的演变。在这里，一个光的处理面演变为屋脊反射器列阵，与之透射相关和反射相关的两个光的出入面都演变成了柱面。如果用图12所示的光学器件(20，21)来取代图1和图2中的光束处理器单元，并且入射光束组1来自半导体激光器，这两个柱面形成的柱面透镜分别是对入射光束组1的快轴发散的准直的柱面透镜和对出射光束组4的慢轴发散的准直或聚焦的柱面透镜。

图13所示为对图12的演变。在这里，两个光的处理面都演变为屋脊反射器列阵，同时两个光的出入面都演变成了柱面。也可以看成是集成在一起的光束处理器的基本组成部分和两个柱面透镜。它不仅具备图3所示的光束处理器的基本组成的功能，而且还具备对入射光束组1的快轴发散和对出射光束组4的慢轴发散的准直或聚焦的功能。

图14所示为新设计的偏振光束分离器的一个演变了的棱镜小平面棱镜，结合面不再是一个平面，而是由相间的两组小平面25组成，但是其中一组小平面与通光面的夹角不再是45°，而另一组小平面与通光面的夹角仍是45°。

图15所示为采用小平面棱镜组成的小平面偏振光束分离器的应用实施例之一。类似于图3和图7所示，是本实用新型所述的光束处理器的基本组成的演变，由一个小平面偏振光束分离器和两个周期不相同的屋脊反射器列阵组成。每个屋脊反射器列阵上的屋脊反射器的排列周期等于45°小平面棱镜在每个屋脊反射器列阵上投影的周期。所以从每个45°小平面上透射和反射的光束都落在相应的屋脊反射器上；而且每个屋脊反射器上反射的光束都回落在相应的小平面上。

同样，它可以处理任何偏振状态的入射光束组1，甚至非偏振光.入射光束组1+8的P偏振部分8透过小平面偏振光束分离器(22，23)到达屋脊反射器列阵7，在那里被反射并且每个光束都绕前进方向旋转了90°，然后沿原路逆向返回，第二次进入45°小平面偏振光束分离器，成了S偏振光，在结合面的45°小反射面上被反射，由侧面射出，成为光束组11。而入射光束组1+8的S偏振部分1进入小平面偏振光束分离器(22，23)以后，在结合面的45°小反射面上被反射，到达屋脊反射器列阵12，在那里被反射，每个光束都绕前进方向旋转了90°，再沿原路逆向返回，第二次进入45°小平面偏振光束分离器，成了P偏振光，透过小平面偏振光束分离器(22，23)，由侧面射出，成为光束组4。注意，出射光束组4+11的宽度d小于入射光束组1+8的宽度L，L/d＝tg(Φ)，换句话说，入射光束组的宽度被压缩了。这种压缩有利于对光束组的聚焦。

图16和图17所示为45°小平面偏振光束分离器的演变。四个通光面之一做成了柱面，类似图8所示。其功能也类似。

图18所示为采用小平面棱镜组成的45°小平面偏振光束分离器的应用实施例之二，其光路和图13完全一样，只是偏振光束分离器的结合斜面不再是一个平面，而是由相间的两组小平面组成，而且屋脊反射器列阵和偏振光束分离器是两个分离的元件。其光路类似于图15，但45°小平面偏振光束分离器的两个相邻的侧面都做成了柱面。如果入射光束组来自半导体激光器，一个柱面将入射光束组1+8在快轴方向准直，另一个柱面将经过处理的出射光束组4+11在慢轴方向准直或聚焦。

还可以进一步集成，即把屋脊反射器列阵7和演变了的45°小平面偏振光束分离器23A做成一体，把另一屋脊反射器列阵12和演变了的45°小平面偏振光束分离器22A也做成一体。这样一来，光束处理器的全部功能，外加对入射光束组的快轴和慢轴方向的发散的准直，都可由一个器件来完成。

图19所示为合并在一起的两个偏振光束分离器，两个结合面26和26’互相平行。如果用它来取代图4中的两个偏振光束分离器(15，16)和(5，6)，可以省去16和5这两个相对的通光面。也可以用它来取代图4中的两个偏振光束分离器(15，16)和(5A，6A)，可以省去15和6A这两个相对的通光面。

图20所示为合并在一起的两个偏振光束分离器，两个结合面27和27’互相垂直。如果用它来取代图5中的两个偏振光束分离器(15，16)和(5，6)，可以省去16和6这两个相对的通光面。

图21所示为合并在一起的三个偏振光束分离器。集成以后的偏振光束分离器有三个分光面，其中一个分光面为公共分光面28，另外两个分光面一个(图中标号为29)和公共分光面平行，另一个(图中标号为30)和公共分光面垂直。如果用它来取代图5中的三个偏振光束分离器(5A，6A)、(15，16)和(5，6)，可以省去6A和15这两个相对的通光面以及16和6这两个相对的通光面。

需要声明的是，本实用新型的特定实施例已经对本实用新型的发明内容做了详尽的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本实用新型精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，特别是对若干部件的等同替换，都构成对本实用新型专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (10)

1.一种用于聚焦半导体激光器输出光束的光束处理器，包括两个偏振光束分离器和两个屋脊反射器列阵，所述屋脊反射器列阵包括至少两个相互平行排列、具有同一开口方向的屋脊反射器，所述屋脊反射器为两面相互交叉的平面反射镜，其交叉处为屋脊，所述屋脊与所述开口方向的夹角为45°，其特征在于：

所述偏振光束分离器包括四个通光面，其中两个通光面是光的出入面，另两个通光面是光的处理面；

两个所述屋脊反射器列阵分别放置在正对从第一偏振光束分离器出射的P偏振光束组和S偏振光束组的方向上，第二偏振光束分离器与所述第一偏振光束分离器平行放置。

2.如权利要求1所述的光束处理器，其特征在于：

所述偏振光束分离器为平行六面体，由两个棱镜组成；所述棱镜的一个面为分光面，两个棱镜沿分光面互相结合在一起。

3.如权利要求1所述的光束处理器，其特征在于：

所述光束处理器还包括第三偏振光束分离器，所述第三偏振光束分离器分别接收来自两个偏振光束分离器的S偏振光束组和P偏振光束组。

4.如权利要求1所述的光束处理器，其特征在于：

所述偏振光束分离器和屋脊反射器列阵做成一体，所述偏振光束分离器中的光的处理面是所述屋脊反射器列阵。

5.如权利要求1所述的光束处理器，其特征在于：

所述偏振光束分离器的一个作为光的出入面使用的通光面是柱面。

6.如权利要求1所述的光束处理器，其特征在于：

所述偏振光束分离器的一个作为光的出入面使用的通光面是双柱面。

7.如权利要求1所述的光束处理器，其特征在于：

所述偏振光束分离器的一个作为光的出入面使用的通光面是球面。

8.如权利要求2所述的光束处理器，其特征在于：

所述偏振光束分离器的分光面由相间的两组小平面组成，其中一组小平面与通光面的夹角是45°。

9.如权利要求2所述的光束处理器，其特征在于：

由两个偏振光束分离器集成为一个偏振光束分离器，集成后的偏振光束分离器有两个互相平行或者互相垂直的分光面。

10.如权利要求2所述的光束处理器，其特征在于：

由三个偏振光束分离器集成为一个偏振光束分离器，集成后的偏振光束分离器有三个分光面，其中一个分光面为公共分光面，另外两个分光面中，一个和公共分光面平行，另一个和公共分光面垂直。

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