CN216529816U - 一种外置快轴及慢轴准直镜的合束激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种外置快轴及慢轴准直镜的合束激光器，包括安装壳体，安装壳体整体为中空结构，安装壳体内部上端中间位置以及内部一侧中间位置分别设置有两组封装外壳，两组封装外壳内部分别设置有两组准直光源模块，两组封装外壳外部一侧均设有合束器，合束器内部设有反射膜，安装壳体内部下端中间位置开设有出光口，出光口内壁固定安装有出光壳体，出光壳体内部设有非球面凸透镜；通过两组准直光源模块以及合束器的配合使用，使得采用成本更低和封装难度更低的结构实现边缘发射型激光的光束整形，合束效率能达到90％以上，且整体设计采用的结构更加紧凑，同时又能保证合束效率较高的方法和结构实现激光合束。

Description

一种外置快轴及慢轴准直镜的合束激光器

技术领域

本实用新型涉及激光光束整形技术领域，具体为一种外置快轴及慢轴准直镜的合束激光器。

背景技术

激光器是指能发射激光的装置，除自由电子激光器外，各种激光器的基本工作原理均相同；产生激光的必不可少的条件是粒子数反转和增益大于损耗，所以装置中必不可少的组成部分有激励源以及具有亚稳态能级的工作介质两个部分；激励是工作介质吸收外来能量后激发到激发态，为实现并维持粒子数反转创造条件；激励方式有光学激励、电激励、化学激励和核能激励等；工作介质具有亚稳能级是使受激辐射占主导地位，从而实现光放大；激光器中常见的组成部分还有谐振腔，但谐振腔并非必不可少的组成部分，谐振腔可使腔内的光子有一致的频率、相位和运行方向，从而使激光具有良好的方向性和相干性；而且可以很好地缩短工作物质的长度，还能通过改变谐振腔长度来调节所产生激光的模式，所以一般激光器都具有谐振腔。

目前单管的光束整形主要是靠内置的柱透镜准直光束快轴，但是内置封装提高了工艺难度和成本，柱透镜加工精度要求高，而且柱透镜也会因受热严重产生热透镜效应；且目前激光合束技术中光路结构尺寸较大，不够紧凑，在体积较小的封装体内不易实现，因此创新一种外置快轴及慢轴准直镜的合束激光器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种外置快轴及慢轴准直镜的合束激光器，通过设置两组准直光源模块以及合束器；以解决上述背景技术中提出的现有光束整形的方式工艺难度以及成本高，且目前激光合束技术中光路结构尺寸较大，不够紧凑，在体积较小的封装体内不易实现等问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种外置快轴及慢轴准直镜的合束激光器，包括安装壳体，所述安装壳体整体为中空结构，所述安装壳体内部上端中间位置以及内部一侧中间位置分别设置有两组封装外壳，两组所述封装外壳内部分别设置有两组准直光源模块，两组所述封装外壳外部一侧均设有合束器，所述合束器内部设有反射膜，所述安装壳体内部下端中间位置开设有出光口，所述出光口内壁固定安装有出光壳体，所述出光壳体内部设有非球面凸透镜。

优选的，两组所述准直光源模块均包括激光二极管、快轴准直透镜以及慢轴准直透镜，所述激光二极管、快轴准直透镜以及慢轴准直透镜均固定安装于封装外壳内部。

优选的，所述激光二极管固定安装于封装外壳内部上端中间位置，所述快轴准直透镜位于激光二极管下端，所述慢轴准直透镜位于快轴准直透镜下端。

优选的，两组所述封装外壳内部下端中间位置均开设有出光孔，所述出光孔与慢轴准直透镜匹配设置。

优选的，所述非球面凸透镜固定安装于出光壳体内部，所述出光壳体内部下端中间位置开设有第二避让孔，所述非球面凸透镜与第二避让孔匹配设置。

优选的，所述出光壳体内部上端中间位置开设有第一避让孔，所述合束器与第一避让孔匹配设置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型设有两组准直光源模块以及合束器，实际进行使用时，通过两组准直光源模块以及合束器的配合使用，使得采用成本更低和封装难度更低的结构实现边缘发射型激光的光束整形，合束效率能达到90％以上，一定程度上解决了现有的内置封装提高了工艺难度和成本，柱透镜加工精度要求高，而且柱透镜也会因受热严重产生热透镜效应的问题；

2、本实用新型整体设计采用的结构更加紧凑，同时又能保证合束效率较高的方法和结构实现激光合束，一定程度上解决了目前激光合束技术中光路结构尺寸较大，不够紧凑，在体积较小的封装体内不易实现的问题。

附图说明

图1为本实用新型主体结构示意图；

图2为本实用新型准直光源模块爆炸图；

图3为本实用新型外部结构示意图。

图中：1、安装壳体；2、封装外壳；3、准直光源模块；31、激光二极管；32、快轴准直透镜；33、慢轴准直透镜；4、合束器；5、反射膜；6、出光口；7、出光壳体；8、非球面凸透镜。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～3，本实用新型提供一种技术方案：一种外置快轴及慢轴准直镜的合束激光器，包括安装壳体1，安装壳体1整体为中空结构，安装壳体1内部上端中间位置以及内部一侧中间位置分别设置有两组封装外壳2，两组封装外壳2内部分别设置有两组准直光源模块3，两组封装外壳2外部一侧均设有合束器4，合束器4内部设有反射膜5，安装壳体1内部下端中间位置开设有出光口6，出光口6内壁固定安装有出光壳体7，出光壳体7内部设有非球面凸透镜8，封装外壳2采用铜等散热系数较高的材质，从而保证激光器工作时热量能充分散出，合束器4内部的反射膜5为对称面，将两个准直光源模块3彼此垂直并对称得安装在合束器4两侧，保证两个准直光源模块3出射的准直光束能打在反射膜5上的同一区域；合束器4内部的反射膜5与两束入射光的夹角各为45°，使用时安装精度要求相对较高；将两个准直光源模块3和合束器4以固定的位置封装在安装壳体1内部，作为一个整体的合束模块，通过出光口6能够根据需要安装不同焦距的镜头；镜头内的核心元件是非球面凸透镜8，进而通过出光壳体7内部的非球面凸透镜8可将合束光聚焦成点光斑，镜头的工作距离由焦距决定。

两组准直光源模块3均包括激光二极管31、快轴准直透镜32以及慢轴准直透镜33，激光二极管31、快轴准直透镜32以及慢轴准直透镜33均固定安装于封装外壳2内部，激光二极管31固定安装于封装外壳2内部上端中间位置，快轴准直透镜32位于激光二极管31下端，慢轴准直透镜33位于快轴准直透镜32下端，两组封装外壳2内部下端中间位置均开设有出光孔，出光孔与慢轴准直透镜33匹配设置，实际使用时，采用无柱透镜的边缘发射型激光二极管31做光源，合束的两个激光管外部采用快轴准直透镜32和慢轴准直透镜33作为光束整形模块，使得出射光整形成快慢轴都一致的光束，两束准直光夹角为90°，都以45°入射到合束器4的反射膜面，合束成一束能量更高的光束，再通过非球面凸透镜8聚焦成能量密度更高的点光斑。

非球面凸透镜8固定安装于出光壳体7内部，出光壳体7内部下端中间位置开设有第二避让孔，非球面凸透镜8与第二避让孔匹配设置，出光壳体7内部上端中间位置开设有第一避让孔，合束器4与第一避让孔匹配设置，合束成一束能量更高的光束后通过出光口6进行摄入，从而得以通过第一避让孔照射入非球面凸透镜8表面，随即通过非球面凸透镜8聚焦将照射的光束形成能量密度更高的点光斑，最终通过第二避让孔射出。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种外置快轴及慢轴准直镜的合束激光器，包括安装壳体(1)，其特征在于：所述安装壳体(1)整体为中空结构，所述安装壳体(1)内部上端中间位置以及内部一侧中间位置分别设置有两组封装外壳(2)，两组所述封装外壳(2)内部分别设置有两组准直光源模块(3)，两组所述封装外壳(2)外部一侧均设有合束器(4)，所述合束器(4)内部设有反射膜(5)，所述安装壳体(1)内部下端中间位置开设有出光口(6)，所述出光口(6)内壁固定安装有出光壳体(7)，所述出光壳体(7)内部设有非球面凸透镜(8)。

2.根据权利要求1所述的一种外置快轴及慢轴准直镜的合束激光器，其特征在于：两组所述准直光源模块(3)均包括激光二极管(31)、快轴准直透镜(32)以及慢轴准直透镜(33)，所述激光二极管(31)、快轴准直透镜(32)以及慢轴准直透镜(33)均固定安装于封装外壳(2)内部。

3.根据权利要求2所述的一种外置快轴及慢轴准直镜的合束激光器，其特征在于：所述激光二极管(31)固定安装于封装外壳(2)内部上端中间位置，所述快轴准直透镜(32)位于激光二极管(31)下端，所述慢轴准直透镜(33)位于快轴准直透镜(32)下端。

4.根据权利要求1所述的一种外置快轴及慢轴准直镜的合束激光器，其特征在于：两组所述封装外壳(2)内部下端中间位置均开设有出光孔，所述出光孔与慢轴准直透镜(33)匹配设置。

5.根据权利要求1所述的一种外置快轴及慢轴准直镜的合束激光器，其特征在于：所述非球面凸透镜(8)固定安装于出光壳体(7)内部，所述出光壳体(7)内部下端中间位置开设有第二避让孔，所述非球面凸透镜(8)与第二避让孔匹配设置。

6.根据权利要求1所述的一种外置快轴及慢轴准直镜的合束激光器，其特征在于：所述出光壳体(7)内部上端中间位置开设有第一避让孔，所述合束器(4)与第一避让孔匹配设置。

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