CN209448216U - 一种激光复合光源 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例涉及激光源领域，公开了一种激光复合光源，包括：COS阵列、准直透镜阵列、反射镜阵列、聚焦透镜和光纤，所述COS阵列发出至少两道单色激光经过所述准直透镜阵列、所述反射镜阵列和所述聚焦透镜后，在所述光纤内混光后均匀出射复合光。本申请实施例提供的激光复合光源光光转换效率高，且结构简单易于散热。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光源领域，特别涉及一种激光复合光源。
背景技术
在激光照明、激光投影、激光车灯等应用上，通常以激光作为光源时需要由多种激光复合成复合光源，目前，最常见的激光复合光源是白光激光源。以白光激光源为例，目前使用激光产生白光的主要方法是将蓝色激光照射荧光体，荧光材料受蓝色激光激发，自发辐射出更长波长的光，这些新产生的光与原有蓝光混合产生白光。
在实现本实用新型过程中，发明人发现以上相关技术中至少存在如下问题：现有的白光激光装置工作时，大量的蓝光能量转化为热在荧光体上积累，光光转化效率较低，也带来大量难以处理的热量。市面上现有的大部分的激光复合光源都有如上所说的光光转化效率较低，散热困难的问题。
实用新型内容
针对现有技术的上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种光光转化效率较高的激光复合光源。
本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：
为解决上述技术问题，本实用新型实施例中提供了一种激光复合光源，包括：
COS阵列，用于发出至少两道单色激光；
准直透镜阵列，设置在所述COS阵列的出光方向上且与所述COS阵列光轴重合；
反射镜阵列，呈预设角度倾斜放置在所述准直透镜阵列的出光方向上；
聚焦透镜，设置在所述反射镜阵列的出光方向上；
光纤，所述光纤的端面设置在所述聚焦透镜的出光方向的焦点上且与所述聚焦透镜的光轴重合，至少两道单色激光在所述光纤内混光后均匀出射复合光。
可选的，所述准直透镜阵列包括快轴准直透镜阵列和慢轴准直透镜阵列。
可选的，所述快轴准直透镜阵列包括至少两个快轴准直透镜，所述慢轴准直透镜阵列包括至少两个慢轴准直透镜，所述反射镜阵列包括至少两个反射镜。
可选的，所述COS阵列包括至少两个不同的COS元件且分别出射不同的激光。
可选的，所述COS元件、所述快轴准直透镜、所述慢轴准直透镜和所述反射镜数量相同。
可选的，所述COS元件包括：激光芯片和热沉，所述激光芯片安装在所述热沉上。
可选的，所述COS阵列，所述快轴准直透镜阵列、所述慢轴准直透镜阵列和所述反射镜阵列内的每一所述COS元件、每一所述快轴准直透镜、每一所述慢轴准直透镜和每一所述反射镜一一对应设置在同一光路上。
可选的，所述快轴准直透镜和所述慢轴准直透镜为柱透镜。
可选的，至少两个所述COS元件在出光方向的垂直方向上错落放置形成台阶结构，至少两个所述反射镜在出光方向上错落放置形成台阶结构，每一所述COS元件与其同一光路上的所述反射镜的距离相等。
可选的，至少两个所述COS元件在出光方向的垂直方向上平齐放置，至少两个所述反射镜平行设置，且所述反射镜为分色镜。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施例中提供了一种激光复合光源；通过设置COS阵列出射至少两道单色激光，经准直透镜阵列准直后，在反射镜阵列的出光方向上通过聚焦透镜耦合到光纤中混合出射复合光，本装置光光转换效率高，且结构简单易于散热。
附图说明
一个或至少两个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/模块和步骤表示为类似的元件/模块和步骤，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本实用新型实施例中提供的激光复合光源的整体结构示意图；
图2是本实用新型实施例中提供的COS元件的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本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，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
请参见图1和图2，图1是本实用新型实施例中提供的激光复合光源100的整体结构示意图，本实用新型的实施例中提供了一种激光复合光源100，包括：COS阵列11、准直透镜阵列10、反射镜阵列14、聚焦透镜15和光纤16，所述COS阵列11发出至少两道单色激光经过所述准直透镜阵列10、所述反射镜阵列14和所述聚焦透镜15后，在所述光纤 16内混光后均匀出射复合光。
所述COS阵列11用于发出至少两道单色激光，所述COS阵列11包括至少两个不同的COS元件110且分别出射不同的激光。请参见图2，图2是本实用新型实施例中提供的COS元件110的整体结构示意图，所述COS元件110包括：激光芯片111和热沉112，所述激光芯片111安装在所述热沉112上。
所述准直透镜阵列10设置在所述COS阵列11的出光方向上且与所述COS阵列11光轴重合，所述准直透镜阵列10包括快轴准直透镜阵列 12和慢轴准直透镜阵列13。
所述快轴准直透镜阵列12(又称作FAC阵列)包括至少两个快轴准直透镜120。所述快轴准直透镜120为柱透镜。
所述慢轴准直透镜阵列13(又称作SAC阵列)包括至少两个慢轴准直透镜130。所述慢轴准直透镜130为柱透镜。
所述反射镜阵列14呈预设角度倾斜放置在所述准直透镜阵列的出光方向上。所述反射镜阵列14包括至少两个反射镜140。其中，通过调整至少两个所述反射镜140在出光方向上放置的角度和/或两两之间错落的距离能够调整出射光束的出射方向和堆叠密度。
所述聚焦透镜15设置在所述反射镜阵列14的出光方向上，用于将入射到所述聚焦透镜15的光路聚焦出射。
所述光纤16的端面设置在所述聚焦透镜15的出光方向的焦点上且与所述聚焦透镜15的光轴重合，至少两道单色激光在所述光纤15内混光后均匀出射复合光。
所述COS元件110、所述快轴准直透镜120、所述慢轴准直透镜130 和所述反射镜140数量相同。且有，所述COS阵列11，所述快轴准直透镜阵列12、所述慢轴准直透镜阵列13和所述反射镜阵列14内的每一所述COS元件110、每一所述快轴准直透镜120、每一所述慢轴准直透镜 130和每一所述反射镜140一一对应设置在同一光路上。
在本实用新型实施例中，通过设置COS阵列11出射至少两道单色激光，经准直透镜阵列10准直后，在反射镜阵列14的出光方向上通过聚焦透镜15耦合到光纤16中混合出射复合光，本装置光光转换效率高，且结构简单易于散热。
在本实用新型实施例中，请继续参见图1，
至少两个所述COS元件110在出光方向的垂直方向上错落放置形成台阶结构，至少两个所述反射镜140在出光方向上错落放置形成台阶结构，每一所述COS元件110与其同一光路上的所述反射镜140的距离相等。所述COS元件110或所述反射镜140错落放置能够避免两道或多道单色激光从COS元件110出射后经过多个光学元件入射到聚焦透镜15 时相互遮挡。
具体地，在如图1所示的实施例中，所述激光复合光源100还包括壳体17和光纤固定端口18，所述壳体用于固定所述COS阵列11、所述准直透镜阵列10、所述反射镜阵列14、所述聚焦透镜15和所述光纤固定厑18，所述光纤固定端口18用于固定所述光纤16的一端。且有，
所述COS阵列11包括三个COS元件110，所述快轴准直透镜阵列 12包括三个所述快轴准直透镜120，所述慢轴准直透镜阵列13包括三个所述慢轴准直透镜130，所述反射镜阵列14包括三个所述反射镜140 数量皆为三个。其中，从左到右三个COS元件110内分别设置为红、绿、蓝(即R,G,B)三种波长的激光芯片111，从而三种波长的单色在光纤16 内能够混合出射白光，也即是，图1所示的激光复合光源100为一白光激光源。所述反射镜阵列14在所述慢轴准直透镜阵列13的出光方向上呈45度角倾斜放置。
在本实用新型实施例中，通过设置COS阵列11出射三道单色激光，经快轴准直透镜阵列12和慢轴准直透镜阵列13准直后，在反射镜阵列 14的出光方向上三道单色激光相互不遮挡地通过聚焦透镜15耦合到光纤16中混合出射复合光，本装置光光转换效率高，且结构简单易于散热。
在其他的一些实施例中，每一所述激光芯片111的选择以及所述COS 元件110、所述快轴准直透镜120、所述慢轴准直透镜130和所述反射镜140的数量需根据最后需要的复合光的性质来进行选择，不需要现定于合成白光，同时，可以针对每一激光芯片111独立调节发光强度，使得最终出射的光色温、色域和颜色可调节，同样的，所述准直透镜阵列 10、反射镜阵列14、聚焦透镜15也就要随之进行调节。所述COS元件 110、所述快轴准直透镜120、所述慢轴准直透镜130和所述反射镜140 的数量、型号、大小等可根据实际需要进行设置，所述聚焦透镜15和所述光纤16的型号、大小等同样可根据实际需要进行设置，所述反射镜140的角度可根据入射到所述聚焦透镜15的光斑或平行光束的堆叠情况进行设置，不需要拘泥于本实用新型实施例的限定。
在一些实施例中，所述COS元件110或所述反射镜140可以不需要错落放置，至少两个所述COS元件110或至少两个所述反射镜140可以置于同一水平面上，且有，至少两个所述COS元件110在出光方向的垂直方向上平齐放置，至少两个所述反射镜140平行设置，且所述反射镜 140为分色镜。此方案通过使用不同波长的分色镜来实现光束叠加。
具体地，当所述COS阵列11包括三个COS元件110，所述快轴准直透镜阵列12包括三个所述快轴准直透镜120，所述慢轴准直透镜阵列 13包括三个所述慢轴准直透镜130，所述反射镜阵列14包括三个所述反射镜140数量皆为三个时，且当从左到右三个COS元件110内分别设置为红、绿、蓝(即R,G,B)三种波长的激光芯片111时，且所述反射镜阵列14在所述慢轴准直透镜阵列13的出光方向上呈45度角倾斜放置，从左到右三个反射镜140应当分别设置为可反射所有色光的反射镜、反绿透红的反射镜、反蓝透绿透红的反射镜，从而使得光束能够叠加后入射到聚焦透镜15上，同样的能够在光纤16中混光后出射白光激光源。
在本实用新型实施例中，通过设置COS阵列11出射三道单色激光，经快轴准直透镜阵列12和慢轴准直透镜阵列13准直后，在反射镜阵列 14的出光方向上三道单色激光相互叠加后通过聚焦透镜15耦合到光纤 16中混合出射复合光，本装置光光转换效率高，且结构简单易于散热。
在其他的一些实施例中，每一所述激光芯片111的选择以及所述COS 元件110、所述快轴准直透镜120、所述慢轴准直透镜130和所述反射镜140的数量需根据最后需要的复合光的性质来进行选择，不需要现定于合成白光，同时，可以针对每一激光芯片111独立调节发光强度，使得最终出射的光色温、色域和颜色可调节。所述COS元件110、所述快轴准直透镜120、所述慢轴准直透镜130和所述反射镜140的数量、型号、大小等可根据实际需要进行设置，所述聚焦透镜15和所述光纤16 的型号、大小等同样可根据实际需要进行设置，所述反射镜140的角度可根据入射到所述聚焦透镜15的光斑或平行光束的堆叠情况进行设置，不需要拘泥于本实用新型实施例的限定。
本实用新型实施例中提供了一种激光复合光源；通过设置COS阵列出射至少两道单色激光，经准直透镜阵列准直后，在反射镜阵列的出光方向上通过聚焦透镜耦合到光纤中混合出射复合光，本装置光光转换效率高，且结构简单易于散热。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例中所记载的技术方案进行修改，或者对其中区域技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例中技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种激光复合光源，其特征在于，包括：
COS阵列，用于发出至少两道单色激光；
准直透镜阵列，设置在所述COS阵列的出光方向上且与所述COS阵列光轴重合；
反射镜阵列，呈预设角度倾斜放置在所述准直透镜阵列的出光方向上；
聚焦透镜，设置在所述反射镜阵列的出光方向上；
光纤，所述光纤的端面设置在所述聚焦透镜的出光方向的焦点上且与所述聚焦透镜的光轴重合，至少两道单色激光在所述光纤内混光后均匀出射复合光。
2.根据权利要求1所述的激光复合光源，其特征在于，
所述准直透镜阵列包括快轴准直透镜阵列和慢轴准直透镜阵列。
3.根据权利要求2所述的激光复合光源，其特征在于，
所述快轴准直透镜阵列包括至少两个快轴准直透镜，所述慢轴准直透镜阵列包括至少两个慢轴准直透镜，所述反射镜阵列包括至少两个反射镜。
4.根据权利要求3所述的激光复合光源，其特征在于，
所述COS阵列包括至少两个不同的COS元件且分别出射不同的激光。
5.根据权利要求4所述的激光复合光源，其特征在于，
所述COS元件、所述快轴准直透镜、所述慢轴准直透镜和所述反射镜数量相同。
6.根据权利要求5所述的激光复合光源，其特征在于，
所述COS元件包括：激光芯片和热沉，所述激光芯片安装在所述热沉上。
7.根据权利要求6所述的激光复合光源，其特征在于，
所述COS阵列，所述快轴准直透镜阵列、所述慢轴准直透镜阵列和所述反射镜阵列内的每一所述COS元件、每一所述快轴准直透镜、每一所述慢轴准直透镜和每一所述反射镜一一对应设置在同一光路上。
8.根据权利要求7所述的激光复合光源，其特征在于，
所述快轴准直透镜和所述慢轴准直透镜为柱透镜。
9.根据权利要求8所述的激光复合光源，其特征在于，
至少两个所述COS元件在出光方向的垂直方向上错落放置形成台阶结构，至少两个所述反射镜在出光方向上错落放置形成台阶结构，每一所述COS元件与其同一光路上的所述反射镜的距离相等。
10.根据权利要求8所述的激光复合光源，其特征在于，
至少两个所述COS元件在出光方向的垂直方向上平齐放置，至少两个所述反射镜平行设置，且所述反射镜为分色镜。
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