CN209086575U - 激光准直镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种激光准直镜，涉及激光设备领域，用于在快轴方向和慢轴方向同时准直激光器阵列的发射光。该激光准直镜包括多个相连的微透镜单元，多个微透镜单元沿慢轴方向排列，形成沿慢轴方向的微透镜阵列和沿快轴方向的类D型透镜；激光器阵列的每路发光单元的发光中心正对一微透镜单元的入射面中心，各路发光单元的发射光在快轴方向经类D型透镜准直，在慢轴方向经各自对应的微透镜单元准直，形成快轴方向和慢轴方向均经准直的平行出射的多路激光束。本实用新型的激光准直镜能同时实现快轴方向和慢轴方向的准直，具有准直效果更好，激光输出亮度高，且装调简便的优点。

Description

激光准直镜

技术领域

本实用新型涉及激光设备技术领域，具体地说，涉及一种激光准直镜。

背景技术

半导体激光器有着成本低，寿命长，体积小，可靠性高等优点，在工业加工，泵浦，医疗，通信等方面都有广泛的应用前景。能否进一步提高激光输出亮度是制约半导体激光器未来发展的一个重要因素。激光光束的亮度由输出功率的大小和光束质量决定，功率越大，光束质量越好，亮度就越高，半导体激光器的应用领域也更加广泛。

半导体激光器阵列是当前实现大功率，高亮度半导体激光器的常用手段之一。半导体激光器阵列将多个半导体激光器发光单元在慢轴方向依次排列，实现功率的累加。单个发光单元在快轴方向的发散角通常为30°～40°，在慢轴方向的发散角通常为5°～10°，在实际应用中需要对快慢轴进行准直。目前常用的准直方法是分别使用快轴准直镜和慢轴准直透镜，先让光束通过快轴准直镜(一般为非球面的柱透镜)，再让光束通过慢轴准直镜(一般为微型柱透镜阵列)，来获得准直过的激光光束阵列。

目前的方法存在的一个问题是，无法同时对快慢轴实现较好的准直效果。原因在于，准直镜的焦距越长，准直效果越好。对于一个发光单元密集排列的半导体激光器阵列，必须在相邻发光单元的光束相交之前完成准直，因此在有限的空间内，无法同时使用长焦距的快轴准直镜和长焦距的慢轴准直镜。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种激光准直镜，以期克服现有技术中快慢轴无法同时使用长焦距的透镜进行准直，导致准直效果欠佳，激光输出亮度受限的问题。

本实用新型的实施例提供一种激光准直镜，所述激光准直镜包括多个相连的微透镜单元，多个所述微透镜单元沿慢轴方向排列，形成沿慢轴方向的微透镜阵列和沿快轴方向的类D型透镜；所述激光器阵列包括多路发光单元，每路发光单元的发光中心正对一微透镜单元的入射面中心，各路发光单元的发射光在快轴方向经所述类D型透镜准直，在慢轴方向经各自对应的微透镜单元准直，形成快轴方向和慢轴方向均经准直的平行出射的多路激光束。

优选地，上述的激光准直镜中，所述类D型透镜为以下透镜中的任意一种：平凸非球面透镜；双凸非球面透镜；正弯月型非球面透镜；平凸球面透镜；双凸球面透镜；正弯月型球面透镜。

优选地，上述的激光准直镜中，每个所述微透镜单元为以下透镜中的任意一种：微型双凸球面透镜；微型平凸球面透镜；微型正弯月型球面透镜；微型双凸非球面透镜；微型平凸非球面透镜；微型正弯月型非球面透镜。

优选地，上述的激光准直镜中，所述激光准直镜的材料为高折射率玻璃，所述高折射率玻璃的折射率大于1.7。

优选地，上述的激光准直镜中，所述激光准直镜的入射面和出射面均镀增透膜，所述增透膜的透过率大于99％。

优选地，上述的激光准直镜中，所述发光单元的数量小于或等于所述微透镜单元的数量。

本实用新型的激光准直镜通过将多个微透镜单元沿慢轴方向排列，形成一体化的快慢轴同时准直的激光准直镜。该一体化的激光准直镜能同时实现快轴方向和慢轴方向的准直，不受限于快慢轴准直在空间上的干扰，因此可以在快慢轴同时使用较长焦距的透镜，增强准直效果，提高激光输出亮度；且该一体化的激光准直镜无需考虑分立的快慢轴准直镜的相对位置，具备装调简便，简化工艺的效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1是本实用新型实施例中激光准直镜的结构示意图；

图2是本实施例中激光准直镜的快轴方向的准直光路图；

图3是本实施例中激光准直镜的慢轴方向的准直光路图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。

本实用新型的激光准直镜将传统的快轴准直镜和慢轴准直镜一体成型，能同时实现快轴方向的准直和慢轴方向的准直。图1示出本实用新型实施例中的一种激光准直镜，图2示出实施例中激光准直镜的快轴方向的准直光路图，图3是示出实施例中激光准直镜的慢轴方向的准直光路图。结合图1至图3所示，在本实用新型的一些实施例中：

激光准直镜1包括多个相连的微透镜单元11，该多个微透镜单元11沿慢轴方向X(图中以箭头方向X标示慢轴方向)排列，形成沿慢轴方向X的微透镜阵列和沿快轴方向Y(图中以箭头方向Y标示慢轴方向)的类D型透镜。其中快轴方向Y与慢轴方向X相垂直且在同一平面内。

激光器阵列包括多路发光单元，每路发光单元的发光中心正对一微透镜单元11的入射面11a中心，各路发光单元的发射光在快轴方向Y经类D型透镜准直，在慢轴方向X经各自对应的微透镜单元11准直，形成快轴方向Y和慢轴方向X均经准直的平行出射的多路激光束。

图中未详细示出激光器阵列，激光器阵列设于激光准直镜1的入射面1a前方，激光器阵列的各路发光单元沿慢轴方向X排列，使每路发光单元的发光中心均正对一微透镜单元11的入射面11a中心。所谓的正对是指，每路发光单元的发光中心与其对应微透镜单元11的入射面11a中心的连线与快轴方向Y平行，使每路发光单元的发射光入射至其对应微透镜单元11的入射面11a后，在快轴方向Y被类D型透镜准直，在慢轴方向X被其对应微透镜单元11准直；各路发光单元的发射光均在快轴方向Y被类D型透镜准直，在慢轴方向X被其对应微透镜单元11准直，形成快轴方向Y和慢轴方向X均经准直的平行出射的多路激光束。

其中，激光器阵列的发光单元的数量可以小于或等于微透镜阵列的微透镜单元11的数量。

参照图2所示，在快轴方向Y，激光器阵列的各路发光单元的发射光入射至激光准直镜1的入射面1a，经类D型透镜的准直，形成平行光从激光准直镜1的出射面1b射出。参照图3所示，在慢轴方向X，激光器阵列的每路发光单元的发射光入射至该路发光单元对应的微透镜单元11的入射面11a，经该微透镜单元11的准直，形成平行光从该微透镜单元11的出射面11b射出。

需要强调的是，上述的“微透镜阵列”和“类D型透镜”是激光准直镜1基于不同方向视角的形状描述，具体来说激光准直镜1沿慢轴方向X呈现为微透镜阵列，沿快轴方向Y呈现为类D型透镜。但激光准直镜1是一个一体化的准直镜，不能分割为快轴准直镜和慢轴准直镜。激光准直镜1能通过沿快轴方向Y呈现的类D型透镜和沿慢轴方向X呈现的微透镜阵列同时对激光器阵列的各路发光单元的发射光进行快轴方向Y的准直和慢轴方向X的准直。激光准直镜1同时实现快轴方向Y和慢轴方向X的准直，使其不再受限于传统快慢轴准直在空间上的干扰，因此可以在快慢轴同时使用较长焦距的透镜，增强准直效果，提高激光输出亮度；且激光准直镜1无需考虑分立的快慢轴准直镜的相对位置，装调简便，简化工艺。

进一步的，在一些实施例中，激光准直镜1沿快轴方向Y呈现的类D型透镜可以是以下透镜中的任意一种：平凸非球面透镜；双凸非球面透镜；正弯月型非球面透镜；平凸球面透镜；双凸球面透镜；正弯月型球面透镜。举例来说，当类D型透镜是平凸非球面透镜，则从快轴方向Y看(可参照图2所示)激光准直镜1的入射面1a为平面，出射面1b为非球面型凸面。当类D型透镜是双凸球面透镜，则从快轴方向Y(可参照图2所示)看激光准直镜1的入射面1a为球面型第一凸面，出射面1b为球面型第二凸面。

在一些实施例中，激光准直镜1沿慢轴方向X呈现的微透镜阵列中的每个微透镜单元11可以是以下透镜中的任意一种：微型双凸球面透镜；微型平凸球面透镜；微型正弯月型球面透镜；微型双凸非球面透镜；微型平凸非球面透镜；微型正弯月型非球面透镜。举例来说，当微透镜单元11是微型平凸球面透镜，则从慢轴方向X看(可参照图3所示)微透镜单元11的入射面11a为平面，出射面11b为球面型凸面。当微透镜单元11是微型双凸非球面透镜，则从慢轴方向X(可参照图3所示)看微透镜单元11的入射面11a为非球面型第一凸面，出射面11b为非球面型第二凸面。

进一步的，在一些实施例中，激光准直镜1的材料为高折射率玻璃，该高折射率玻璃的折射率大于1.7。

在一些实施例中，激光准直镜1的入射面1a和出射面1b均镀增透膜，增透膜的透过率大于99％。

综上，本实用新型的激光准直镜1通过将多个微透镜单元11沿慢轴方向X排列，形成一体化的快慢轴同时准直的激光准直镜1，激光准直镜1沿慢轴方向X呈现为微透镜阵列，沿快轴方向Y呈现为类D型透镜。该一体化的激光准直镜1能同时实现快轴方向Y和慢轴方向X的准直，不受限于快慢轴准直在空间上的干扰，因此可以在快慢轴同时使用较长焦距的透镜，增强准直效果，提高激光输出亮度。且该一体化的激光准直镜1无需考虑分立的快慢轴准直镜的相对位置，具备装调简便，简化工艺的效果。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种激光准直镜，用于准直激光器阵列的发射光，其特征在于，所述激光准直镜包括多个相连的微透镜单元，多个所述微透镜单元沿慢轴方向排列，形成沿慢轴方向的微透镜阵列和沿快轴方向的类D型透镜；

所述激光器阵列包括多路发光单元，每路发光单元的发光中心正对一微透镜单元的入射面中心，各路发光单元的发射光在快轴方向经所述类D型透镜准直，在慢轴方向经各自对应的微透镜单元准直，形成快轴方向和慢轴方向均经准直的平行出射的多路激光束。

2.根据权利要求1所述的激光准直镜，其特征在于，所述类D型透镜为以下透镜中的任意一种：

平凸非球面透镜；

双凸非球面透镜；

正弯月型非球面透镜；

平凸球面透镜；

双凸球面透镜；

正弯月型球面透镜。

3.根据权利要求1所述的激光准直镜，其特征在于，每个所述微透镜单元为以下透镜中的任意一种：

微型双凸球面透镜；

微型平凸球面透镜；

微型正弯月型球面透镜；

微型双凸非球面透镜；

微型平凸非球面透镜；

微型正弯月型非球面透镜。

4.根据权利要求1所述的激光准直镜，其特征在于，所述激光准直镜的材料为高折射率玻璃，所述高折射率玻璃的折射率大于1.7。

5.根据权利要求1所述的激光准直镜，其特征在于，所述激光准直镜的入射面和出射面均镀增透膜，所述增透膜的透过率大于99％。

6.根据权利要求1所述的激光准直镜，其特征在于，所述发光单元的数量小于或等于所述微透镜单元的数量。