CN218512682U - 光路耦合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及激光器技术领域，公开了一种光路耦合装置。该光路耦合装置具体包括安装座、耦合透镜和棱镜，棱镜沿周向间隔设置于安装座上，每一棱镜均有激光光束出射；耦合透镜位于棱镜的出光路径上，至少两个激光光束经由对应的棱镜平行出射后，通过耦合透镜聚焦至光纤端面的中心。通过设置棱镜且将棱镜沿周向间隔设置于安装座上，使得多束激光光束可以持续同步发射，而且不需要复杂的机械光学调整架，使得激光器的体积进一步缩小，整体结构简单，易于实现，成本较低。由于没有复杂的电机装置，因此不需要在多路激光之间进行顺序切换，从而提高了输出端的功率密度，实现了多路激光的同步输出。

Description

光路耦合装置

技术领域

本实用新型涉及激光器技术领域，具体涉及一种光路耦合装置。

背景技术

医用大功率钬激光器在工作时，需要将多个激光谐振腔发出的激光光束进行耦合，然后输入到医用光纤的输入端面上。

现有技术中，通过步进马达驱动旋转装置转动，以带动不同位置的激光分别先后进入耦合透镜。由于激光位置的不同，光路较为分散，需要对电机旋转的角度进行修正，而且对电机的时序要求较高，增加了步进电机的控制成本，而且无法同步输出。

另外，现有技术中，也有使用组合镜片对多个激光光束进行同步折射后进入耦合透镜的方案。由于各个镜片的调整需要调整架配合，因此需要克服机械零件存在的加工误差及安装位置误差，操作繁琐，而且复杂的机械光学调整架装置体积很大，需要占用很大的空间，造成激光器整体体积庞大。

因此，亟需提供一种光路耦合装置，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光路耦合装置，使得多个激光光束可以持续同步发射，结构简单，易于实现，节省成本。

为达上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

光路耦合装置，包括：

安装座；

棱镜，沿周向间隔设置于所述安装座上，每一所述棱镜均有激光光束出射；

耦合透镜，位于所述棱镜的出光路径上，至少两个所述激光光束经由对应的所述棱镜平行出射后，通过所述耦合透镜聚焦至光纤端面的中心。

作为一种光路耦合装置的优选方案，所述棱镜的数量设置为多个，多个所述棱镜沿所述安装座的周向间隔设置；

所述安装座上开设有定位槽，所述定位槽具有多个分支，多个所述棱镜嵌设于所述定位槽的对应分支内。

作为一种光路耦合装置的优选方案，所述棱镜的数量设置为四个，四个所述棱镜沿所述安装座的周向间隔且均匀设置；

所述定位槽为十字槽，四个所述棱镜分别嵌设于所述十字槽的四个分支内。

作为一种光路耦合装置的优选方案，多个所述棱镜位于同一平面内。

作为一种光路耦合装置的优选方案，所述耦合透镜位于多个所述棱镜的中轴线上。

作为一种光路耦合装置的优选方案，所述棱镜包括依次连接的入射面、第一反射面、出射面和第二反射面，所述激光光束通过所述入射面入射，并依次经由所述第一反射面和所述第二反射面反射，最终通过所述出射面射出。

作为一种光路耦合装置的优选方案，所述入射面和所述出射面均与所述耦合透镜的光轴垂直。

作为一种光路耦合装置的优选方案，所述激光光束垂直于所述入射面射入，经反射后的出射光线垂直于所述出射面射出。

作为一种光路耦合装置的优选方案，所述耦合透镜的焦点与所述光纤端面的中轴线重合。

作为一种光路耦合装置的优选方案，所述出射面与所述第二反射面的连接处的两侧均设置有倒角。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的光路耦合装置，包括安装座、耦合透镜和至少两个棱镜，至少两个激光光束经由对应的棱镜平行出射，并通过耦合透镜聚焦至光纤端面的中心。通过设置棱镜且将棱镜沿周向间隔设置，使得多束激光光束可以持续同步发射，相较于现有技术中多个棱镜并排设置的方式，本方案不需要复杂的机械光学调整架，使得激光器的体积进一步缩小，整体结构简单，易于实现。

附图说明

为了更明显易懂的说明本实用新型的实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单介绍，下面描述的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型实施例提供的光路耦合装置的光路模拟图；

图2是本实用新型实施例提供的光路耦合装置的轴向图；

图3是本实用新型实施例提供的安装座与棱镜的配合关系图；

图4是本实用新型实施例提供的安装座的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的棱镜在第一视角下的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的棱镜在第二视角下的结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的棱镜在第三视角下的结构示意图。

图中：

1、安装座；11、十字槽；12、圆孔；

2、棱镜；21、入射面；22、第一反射面；23、出射面；24、第二反射面；25、倒角；

3、耦合透镜；

4、光纤端面；

5、激光光束。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1和图2所示，本实施例提供一种光路耦合装置，应用于医用大功率钬激光器上，该光路耦合装置能够将多个激光谐振腔发出的激光光束5进行耦合，然后输入到医用光纤的输入端面上。

具体而言，如图1和图2所示，本实施例提供的光路耦合装置包括安装座1、耦合透镜3和至少两个棱镜2，至少两个棱镜2设置于安装座1上，且沿安装座1的周向间隔设置，每个棱镜2均有激光光束5出射。耦合透镜3位于至少两个棱镜2的出光路径上，至少两个激光光束5经由对应的棱镜2平行出射，并通过耦合透镜3聚焦至光纤端面4的中心。

通过设置至少两个棱镜2且将棱镜2沿周向间隔设置，使得多束激光光束5可以持续同步发射，相较于现有技术中多个棱镜2并排设置的方式，而且不需要复杂的机械光学调整架，使得激光器的体积进一步缩小，整体结构简单，易于实现，成本较低。由于没有复杂的电机装置，因此不需要在多路激光之间进行顺序切换，从而提高了输出端的功率密度，实现了多路激光的同步输出。

具体而言，棱镜2是一种带有倾斜面的光学器件，用于控制光束的偏移。在本实施例中，如图1、图5和图6所示，棱镜2近似于平行四边形结构，包括依次连接的入射面21、第一反射面22、出射面23和第二反射面24，激光光束5通过入射面21入射，并依次经由第一反射面22和第二反射面24反射，以调整激光光束5的出射角度，最终使得激光光束5通过出射面23出射至耦合透镜3上，耦合透镜3用于对多个激光光束5进行聚焦，以便将激光光束5从光纤端面4的中心输出。

优选地，棱镜2的数量设置为多个，多个棱镜2沿安装座1的周向间隔设置。安装座1上开设有定位槽，定位槽具有多个分支，多个棱镜2嵌设于定位槽的对应分支内，以对每个棱镜2进行定位和安装。

示例性地，如图2和图3所示，棱镜2的数量具体设置为四个，四个棱镜2沿安装座1的周向间隔且均匀设置。当然，在其他实施例中，棱镜2的数量也可以设置两个、三个或者更多，其具体的数量可以根据激光光束5的具体数量进行适应性选择，在本实施例中不做具体的限定。

优选地，如图3和图4所示，安装座1为圆柱状结构，定位槽为十字槽11，四个棱镜2分别嵌设于十字槽11的四个分支。其中，安装座1的中心位置开设有贯穿的圆孔12，圆孔12与十字槽11连通。棱镜2容置于十字槽11的分支内，且入射面21与安装座1的端面齐平，出射面23从十字槽11中心的圆孔12处露出，以避让出射光线。四个棱镜2的结构完全相同，并以安装座1的中心为中心呈放射状分布。

作为优选方案，四个棱镜2嵌设于十字槽11内后位于同一平面内。通过采用这种设置，可以使得多个激光光束5之间的角度偏差减小，从而提高了激光光束5在光纤端面4的耦合效率。当然，在其他实施例中，也可以使用多个棱镜2前后安装，不一定安装在同一个平面上，只要保证出射光束平行即可。

作为优选方案，如图2所示，耦合透镜3位于四个棱镜2的中轴线上，使得每个棱镜2出射的多个激光光束5沿周向均匀分布在耦合透镜3的直径范围内，使得激光光束5尽可能多地通过耦合透镜3，提高耦合效率。

进一步地，如图1所示，入射面21和出射面23均与耦合透镜3的光轴垂直，多个激光光束5进入棱镜2前调节平行，对齐各自棱镜2的入射面21后垂直于入射面21射入，经反射后的出射光线垂直于出射面23射出，出射后的光束平行于耦合透镜3的光轴。

作为优选方案，如图2所示，耦合透镜3的焦点与光纤端面4的中轴线重合，从而提高了激光光束5在光纤端面4的耦合效率。

进一步地，如图7所示，出射面23与第二反射面24的连接处的两侧均设置有倒角25。如图3所示，四个棱镜2安装后，相邻两个棱镜2的倒角25处可以相互对接，从而使得四个棱镜2拼接在一起，中间缝隙很小，相较于棱镜2的侧面为直角来说，这种设置使得四个棱镜2之间的结构更加紧凑，从而减小多个出射光束的中心间距，进而可以减小耦合透镜3的直径，进一步缩小整个装置的体积，节省成本。

注意，在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指接合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式接合。

本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.光路耦合装置，其特征在于，包括：

安装座(1)；

棱镜(2)，沿周向间隔设置于所述安装座(1)上，每一所述棱镜(2)均有激光光束(5)出射；

耦合透镜(3)，位所述棱镜(2)的出光路径上，至少两个所述激光光束(5)经由对应的所述棱镜(2)平行出射后，通过所述耦合透镜(3)聚焦至光纤端面(4)的中心。

2.根据权利要求1所述的光路耦合装置，其特征在于，所述棱镜(2)的数量设置为多个，多个所述棱镜(2)沿所述安装座(1)的周向间隔设置；

所述安装座(1)上开设有定位槽，所述定位槽具有多个分支，多个所述棱镜(2)嵌设于所述定位槽的对应分支内。

3.根据权利要求2所述的光路耦合装置，其特征在于，所述棱镜(2)的数量设置为四个，四个所述棱镜(2)沿所述安装座(1)的周向间隔且均匀设置；

所述定位槽为十字槽(11)，四个所述棱镜(2)分别嵌设于所述十字槽(11)的四个分支内。

4.根据权利要求2所述的光路耦合装置，其特征在于，多个所述棱镜(2)位于同一平面内。

5.根据权利要求2所述的光路耦合装置，其特征在于，所述耦合透镜(3)位于多个所述棱镜(2)的中轴线上。

6.根据权利要求1所述的光路耦合装置，其特征在于，所述棱镜(2)包括依次连接的入射面(21)、第一反射面(22)、出射面(23)和第二反射面(24)，所述激光光束(5)通过所述入射面(21)入射，并依次经由所述第一反射面(22)和所述第二反射面(24)反射，最终通过所述出射面(23)射出。

7.根据权利要求6所述的光路耦合装置，其特征在于，所述入射面(21)和所述出射面(23)均与所述耦合透镜(3)的光轴垂直。

8.根据权利要求7所述的光路耦合装置，其特征在于，所述激光光束(5)垂直于所述入射面(21)射入，经反射后的出射光线垂直于所述出射面(23)射出。

9.根据权利要求8所述的光路耦合装置，其特征在于，所述耦合透镜(3)的焦点与所述光纤端面(4)的中轴线重合。

10.根据权利要求8所述的光路耦合装置，其特征在于，所述出射面(23)与所述第二反射面(24)的连接处的两侧均设置有倒角(25)。

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