CN213520699U - 一种激光器系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及激光器系统设计技术领域，公开了一种激光器系统，包括COS阵列、准直透镜阵列、反射镜阵列和回返光挡板，COS阵列用于产生激光，准直透镜阵列设置在COS阵列的出光方向上，反射镜阵列呈预设角度倾斜放置在准直透镜阵列的出光方向上，回返光挡板设置在反射镜阵列的出光方向上，配置为不遮挡从反射镜阵列出射的激光光斑，且能够部分遮挡从朝向所述反射镜阵列的出射面入射的回返光，本实用新型实施例通过设置回返光挡板减少回返光，以避免激光器的元件烧毁损坏。

Description

一种激光器系统

技术领域

本实用新型实施例涉及激光器设计技术领域，特别涉及一种激光器系统。

背景技术

激光器是一种能够产生并发射激光的装置或系统，其具有亮度高、单色性和方向性好、相干性好等特点，按工作介质，通常可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器4大类激光器，目前，COS封装半导体激光器由于具有高效、寿命长的特点，广泛应用在需要高功率激光输出的场景中，在实际使用时，通常需要结合多个COS封装元件，多个准直透镜和多个反射镜，从而耦合输出高功率激光。

在实现本实用新型实施例过程中，发明人发现以上相关技术中至少存在如下问题：目前，激光器系统中，COS阵列经过耦合输出的激光在进入光纤后，激光谐振或者在光纤中发生反射时，部分光会回返到激光器系统中，由于输出的激光为高功率激光，这类高功率激光回返到激光器系统中，进入COS阵列中会烧毁激光器芯片，导致激光器系统无法正常工作。

实用新型内容

针对现有技术的上述缺陷，本实用新型实施例的目的是提供一种减少回返光的激光器系统。

本实用新型实施例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器系统，包括：

COS阵列，用于产生激光；

准直透镜阵列，设置在所述COS阵列的出光方向上；

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；

回返光挡板，设置在所述反射镜阵列的出光方向上，配置为不遮挡从所述反射镜阵列出射的激光光斑，且能够部分遮挡从朝向所述反射镜阵列的出射面入射的回返光。

在一些实施例中，所述激光器系统还包括：依次设置在所述反射镜阵列的出光方向上的聚焦透镜组和光纤输出头，所述回返光挡板设置在所述反射镜阵列和所述聚焦透镜组之间，且所述回返光挡板用于接收所述回返光的一面与所述聚焦透镜组的光轴呈一定的偏角，以使所述回返光到达所述回返光挡板发生反射时无法进入所述聚焦透镜组中。

在一些实施例中，所述激光器系统还包括：用于安装所述COS阵列、所述准直透镜阵列、所述反射镜阵列、所述回返光挡板、所述聚焦透镜组和所述光纤输出头的壳体，所述壳体设置有阶梯面结构，所述阶梯面结构包括至少一个台阶面，所述台阶面和所述光纤输出头的距离与所述台阶面的高度成正比，所述回返光挡板和所述聚焦透镜组位于同一台阶面上。

在一些实施例中，所述COS阵列包括至少一个COS元件，所述准直透镜阵列包括至少一个快轴准直透镜和慢轴准直透镜，所述反射镜阵列包括至少一个反射镜，最靠近所述回返光挡板和所述聚焦透镜组的一组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与所述回返光挡板位于同一台阶面上。

在一些实施例中，所述激光器系统还包括散热片，其贴设在所述回返光挡板的侧面，用于吸收所述回返光照射到所述回返光挡板上所产生的热量。

在一些实施例中，所述回返光挡板用于接收所述回返光的一面为进行了漫反射处理的表面。

在一些实施例中，所述回返光挡板用于接收所述回返光的一面镀设有漫反射涂层，其中，所述漫反射涂层为基板漫反射涂料、防污漫反射涂料、普通漫反射涂料中的一种。

在一些实施例中，所述回返光挡板为不透光的人工黑体、塑料制品、陶瓷制品、水泥制品、金属制品中的一种。

在一些实施例中，所述回返光挡板为耐高温物体，其通过耐高温胶水固定在所述壳体上。

在一些实施例中，所述回返光挡板的厚度大于五毫米。

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器系统，包括COS阵列、准直透镜阵列、反射镜阵列和回返光挡板，COS阵列用于产生激光，准直透镜阵列设置在COS阵列的出光方向上，反射镜阵列呈预设角度倾斜放置在准直透镜阵列的出光方向上，回返光挡板设置在反射镜阵列的出光方向上，配置为不遮挡从反射镜阵列出射的激光光斑，且能够部分遮挡从朝向所述反射镜阵列的出射面入射的回返光，本实用新型实施例通过设置回返光挡板减少回返光，以避免激光器烧毁损坏。

附图说明

一个或多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提供的一种激光器系统的结构示意图；

图2是图1所示激光器系统的光路图；

图3是图1所示激光器系统中反射镜阵列、回返光挡板、聚焦透镜组和光纤输出头的侧视示意图；

图4是图3所示结构中出射光的光路图；

图5是图3所示结构中回返光的光路图。

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。

需要说明的是，如果不冲突，本实用新型实施例中的各个特征可以相互结合，均在本申请的保护范围之内。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。

此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

具体地，下面结合附图，对本实用新型实施例作进一步阐述。

本实用新型实施例提供了一种激光器系统，请参见图1，其示出了实用新型实施例提供的一种激光器系统的结构，所述激光器系统包括：COS阵列110、准直透镜阵列120a和120b、反射镜阵列130和回返光挡板140。

所述COS阵列110，用于产生激光。在一些实施例中，所述COS阵列110包括至少一组COS元件和热沉，一所述COS元件用于出射一种单色激光，一所述COS元件相应安装于一所述热沉上。所述COS元件为COS封装的半导体激光器芯片，其能够产生单色激光。

所述准直透镜阵列120a和120b，设置在所述COS阵列110的出光方向上。在一些实施例中，所述准直透镜阵列120a和120b包括至少一组快轴准直透镜120a(又称作FAC)和慢轴准直透镜120b(又称作SAC)，一所述快轴准直透镜120a相应设置在同一光路上的所述COS元件的出光方向上，一所述慢轴准直透镜120b相应设置在同一光路上的快轴准直透镜120a的出光方向上。其中，所述快轴准直透镜120a和所述慢轴准直透镜120b为柱透镜。

所述反射镜阵列130，呈预设角度倾斜放置在所述准直透镜阵列120a和120b的出光方向上。在一些实施例中，所述反射镜阵列130包含至少一个反射镜，一所述反射镜相应设置在同一光路上的所述慢轴准直透镜120b的出光方向上。优选地，在本实用新型图1所示实施例中，所述预设角度为四十五度，在其他的一些实施例中，所述反射镜阵列130所放置的所述预设角度可根据出光方向的需要进行设置。

所述回返光挡板140，设置在所述反射镜阵列130的出光方向上，配置为不遮挡从所述反射镜阵列130出射的激光光斑，且能够部分遮挡从朝向所述反射镜阵列130的出射面入射的回返光。需要说明的是，在设置所述回返光挡板140的面积和高度时，需要将所述回返光挡板140设置为不会遮挡距离其最近的反射镜出射的激光光斑的状态，同时，尽可能地更多地遮挡距离其最近的反射镜，避免过多的回返光通过反射镜阵列130回返到系统中。

进一步地，在一些实施例中，所述回返光挡板用于接收所述回返光的一面为进行了漫反射处理的表面。所述回返光挡板用于接收所述回返光的一面镀设有漫反射涂层，其中，所述漫反射涂层为基板漫反射涂料、防污漫反射涂料、普通漫反射涂料中的一种。所述回返光挡板为不透光的人工黑体、塑料制品、陶瓷制品、水泥制品、金属制品中的一种。所述回返光挡板为耐高温物体，其通过耐高温胶水固定在所述壳体上。

在一些实施例中，所述激光器系统还可以包括散热片(图未示)，其贴设在所述回返光挡板的侧面，用于吸收所述回返光照射到所述回返光挡板上所产生的热量。所述回返光挡板的厚度大于五毫米。

在一些实施例中，请继续参见图1，所述激光器系统还包括：依次设置在所述反射镜阵列130的出光方向上的聚焦透镜组150和光纤输出头160，所述回返光挡板140设置在所述反射镜阵列130和所述聚焦透镜组150之间，且所述回返光挡板140用于接收所述回返光的一面与所述聚焦透镜组150的光轴呈一定的偏角，以使所述回返光到达所述回返光挡板发生反射时无法进入所述聚焦透镜组150中。其中，所述光纤输出头160的入光侧的光纤端面设置在所述聚焦透镜组150的出光方向的焦点上。所述聚焦透镜组150能够将从所述反射镜阵列130出射的激光光斑聚焦到所述光纤输出头160的光纤端面，实现复合光的耦合输出。

请参阅图4，其示出了图1所示激光器系统中反射镜阵列130、回返光挡板140、聚焦透镜组150和光纤输出头160的出射光的光路图，所述回返光挡板140设置在所述反射镜阵列130与所述聚焦透镜组150之间,相对于所述反射镜阵列130中最靠近所述回返光挡板140的一个反射镜131，所述回返光挡板140的上端面低于该反射镜131用来反射出射激光光斑的第一部分131a，从而不遮挡或少遮挡出射的激光光斑；且所述在反射镜阵列130的这些反射镜排列的方向上，所述回返光挡板140与最靠近的反射镜131不反射出射激光光斑的第二部分131b完全重合。

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的数量相同，同一光路且共光轴的一组所述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用于输出一种单色激光光斑。

在一些实施例中，请继续参见图1，所述激光器系统还包括：壳体170，其内部设置有一中空腔体用于放置或安装所述COS阵列110、所述准直透镜阵列120a和120b、所述反射镜阵列130、所述聚焦透镜组150、所述光纤输出头160和所述回返光挡板140。

所述壳体170用于放置所述或安装所述COS阵列110、所述准直透镜阵列120a和120b、所述反射镜阵列130、所述聚焦透镜组150和所述回返光挡板140的壳壁呈阶梯面结构，所述阶梯面结构的壳壁包括至少一个台阶面，每一台阶面用于放置一组置于同一光路上的所述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，且所述COS元件与所述光纤输出头的距离与所述台阶面的高度呈正比，也即是，离所述光纤输出头越近的一组置于同一光路上的所述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所在的台阶面高度越低，离所述光纤输出头越远的一组置于同一光路上的所述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所在的台阶面高度越高，从而使得每组所述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所在光路输出的光斑相互之间不会叠加在一起，都能够输入到所述聚焦透镜组150上。

最靠近所述回返光挡板140和所述聚焦透镜组的一组所述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131与所述回返光挡板和所述聚焦透镜组位于同一台阶面上。

请一并参见图2、图3、图4和图5，其中，图2是图1所示激光器系统的光路图，图3是图1所示激光器系统中反射镜阵列130、回返光挡板140、聚焦透镜组150和光纤输出头160的侧视示意图，图4是图3所示结构中出射光的光路图，图5是图3所示结构中回返光的光路图。

如图2、图3、图4和图5所示，本实用新型实施例提供的激光器系统在工作时，由COS阵列110产生的多束单色激光，通过所述准直透镜阵列120a和120b一一准直后，输入到所述反射镜阵列130上，所述反射镜阵列130将激光方向改变九十度后出射，通过所述聚焦透镜组150将多束激光耦合到所述光纤输出头160输出。其中，由于所述激光器系统的壳体170设置有台阶面，各束激光不会叠加在一起输出，所述回返光挡板140设置为不会遮挡距离其最近的反射镜出射的激光光斑。同时，回返光如图5所示，回返光从所述光纤输出头160输出，通过所述聚焦透镜组150扩束后形成光斑A，由于所述回返光挡板140的存在，会遮挡掉大部分直接照射到距离其最近的反射镜131上的光斑A，准确的说，回返光挡板140遮挡原先直接照射在反射镜131的第二部分131b上的光斑A，其他无法被所述回返光挡板140遮挡的激光，在各个反射镜上皆只照射到一部分，从而大大削弱了回返光的能量，避免了反射镜131的全部部分被光斑A直接照射而过热，也避免较多回返光回返到COS阵列中烧毁COS元件，以增加所述激光器系统的寿命。

本实用新型实施例中提供了一种激光器系统，包括COS阵列、准直透镜阵列、反射镜阵列和回返光挡板，COS阵列用于产生激光，准直透镜阵列设置在COS阵列的出光方向上，反射镜阵列呈预设角度倾斜放置在准直透镜阵列的出光方向上，回返光挡板设置在反射镜阵列的出光方向上，配置为不遮挡从反射镜阵列出射的激光光斑，且能够部分遮挡从朝向所述反射镜阵列的出射面入射的回返光，本实用新型实施例通过设置回返光挡板减少回返光，以避免激光器烧毁损坏。

需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

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，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，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所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分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技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种激光器系统，其特征在于，包括：

COS阵列，用于产生激光；

准直透镜阵列，设置在所述COS阵列的出光方向上；

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；

回返光挡板，设置在所述反射镜阵列的出光方向上，配置为不遮挡从所述反射镜阵列出射的激光光斑，且能够部分遮挡从朝向所述反射镜阵列的出射面入射的回返光。

2.根据权利要求1所述的激光器系统，其特征在于，

所述激光器系统还包括：依次设置在所述反射镜阵列的出光方向上的聚焦透镜组和光纤输出头，所述回返光挡板设置在所述反射镜阵列和所述聚焦透镜组之间，且所述回返光挡板用于接收所述回返光的一面与所述聚焦透镜组的光轴呈一定的偏角，以使所述回返光到达所述回返光挡板发生反射时无法进入所述聚焦透镜组中。

3.根据权利要求2所述的激光器系统，其特征在于，

所述激光器系统还包括：用于安装所述COS阵列、所述准直透镜阵列、所述反射镜阵列、所述回返光挡板、所述聚焦透镜组和所述光纤输出头的壳体，所述壳体设置有阶梯面结构，所述阶梯面结构包括至少一个台阶面，所述台阶面和所述光纤输出头的距离与所述台阶面的高度成正比，所述回返光挡板和所述聚焦透镜组位于同一台阶面上。

4.根据权利要求3所述的激光器系统，其特征在于，

所述COS阵列包括至少一个COS元件，所述准直透镜阵列包括至少一个快轴准直透镜和慢轴准直透镜，所述反射镜阵列包括至少一个反射镜，最靠近所述回返光挡板和所述聚焦透镜组的一组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与所述回返光挡板位于同一台阶面上。

5.根据权利要求4所述的激光器系统，其特征在于，

所述激光器系统还包括散热片，其贴设在所述回返光挡板的侧面，用于吸收所述回返光照射到所述回返光挡板上所产生的热量。

6.根据权利要求1-5任一项所述的激光器系统，其特征在于，

所述回返光挡板用于接收所述回返光的一面为进行了漫反射处理的表面。

7.根据权利要求6所述的激光器系统，其特征在于，

所述回返光挡板用于接收所述回返光的一面镀设有漫反射涂层，其中，所述漫反射涂层为基板漫反射涂料、防污漫反射涂料、普通漫反射涂料中的一种。

8.根据权利要求1-5任一项所述的激光器系统，其特征在于，

所述回返光挡板为不透光的人工黑体、塑料制品、陶瓷制品、水泥制品、金属制品中的一种。

9.根据权利要求3-5任一项所述的激光器系统，其特征在于，

所述回返光挡板为耐高温物体，其通过耐高温胶水固定在所述壳体上。

10.根据权利要求1-5任一项所述的激光器系统，其特征在于，

所述回返光挡板的厚度大于五毫米。

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