CN218886390U - 激光器以及光源装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种激光器，包括：多个第一激光二极管，多个第一激光二极管沿慢轴方向并排设置；设置在激光器出射光路上的与第一激光二极管一一对应的多个光传导件，每一光传导单元用于引导与其对应的第一激光二极管出射的光线，以使多个第一激光二极管发出的沿第一激光二极管慢轴方向排列的光线转换为沿第一激光二极管的快轴方向排列。本申请提出的光源装置，通过多个光传导单元用于一一对应的引导一个第一激光二极管出射的光线，且相邻的两个光传导单元在快轴方向具有错位，使多个沿慢轴方向排列的激光二极管出射光线的形成的光斑，从沿慢轴方向排列转化为沿快轴方向排列，使激光器出光在快轴方向与慢轴方向的光学拓展量分布较为平衡。

Description

激光器以及光源装置

技术领域

本申请涉及光源设备领域，具体涉及一种激光器以及光源装置。

背景技术

激光器是激光投影技术的基础，激光器的性质决定了激光投影设备的设计方式，激光投影设备常用的激光器为半导体激光器，半导体激光器又称第一激光二极管，其谐振腔的结构决定半导体激光器出射的光束存在快轴和慢轴，快轴方向上具有较大发散角和较小芯片尺寸，慢轴方向上具有较小发散角和较大芯片尺寸，慢轴方向的芯片尺寸通常是快轴方向芯片尺寸的10多倍，从而导致慢轴方向的拓展量显著大于快轴方向；

MCP激光器是一种小型化的常被激光投影技术使用的激光器封装，将激光器和准直透镜进行集成封装，受制于激光器芯片的封装方式，MCP激光器的多颗芯片通常沿慢轴方向排列，使MCP激光器慢轴方向上的光学拓展量变为单颗激光器的倍数，进一步加大了激光投影设备的设计难度，降低了光能利用效率，尤其是光纤耦合场景下，耦合效率无法提升。

实用新型内容

本申请实施方式提出了一种激光器以及光源装置，以改善上述技术问题。

本申请实施方式提出了一种激光器，包括：多个第一激光二极管，多个第一激光二极管沿慢轴方向并排设置；设置在激光器出射光路上的与第一激光二极管一一对应的多个光传导件，每一光传导单元用于引导与其对应的第一激光二极管出射的光线，以使多个第一激光二极管发出的沿第一激光二极管慢轴方向排列的光线转换为沿第一激光二极管的快轴方向排列。

在一些实施方式中，光传导件包括与第一激光二极管一一对应的慢轴光引导膜片，沿激光器的快轴方向依次层叠设置，且沿激光器的慢轴方向依次错位分布，用于将多个第一激光二极管发出的呈沿第一激光二极管慢轴方向依次排列的光线转换为呈沿第一激光二极管的快轴方向排列并沿慢轴方向依次错位分布的光线。

在一些实施方式中，慢轴光引导膜片包括反射区，各慢轴光引导膜片的反射区沿激光器的快轴方向依次层叠设置，且沿激光器的慢轴方向依次错位分布，以用于对与其对应的第一激光二极管所发出的光线进行反射，从而使多个第一激光二极管发出的呈沿第一激光二极管慢轴方向依次排列的光线转换为呈沿第一激光二极管的快轴方向排列并沿慢轴方向依次错位分布的光线。

在一些实施方式中，慢轴光引导膜片包括第一慢轴光引导膜片以及多个第二慢轴光引导膜片，其中：第一慢轴光引导膜片与多个第一激光二极管中的一个第一激光二极管对应，多个第二慢轴光引导膜片分别与其余的第一激光二极管一一对应；第一慢轴光引导膜片以及多个第二慢轴光引导膜片以第一慢轴光引导膜片为始沿激光器的快轴方向依次层叠设置，且沿激光器的慢轴方向依次错位分布，第一慢轴光引导膜片用于对与其对应的第一激光二极管所发出的光线进行透射并将其余第一激光二极管所发出的光线反射向多个第二慢轴光引导膜片，第二慢轴光引导膜片用于对与其对应的第一激光二极管所发出的光线进行反射；从而使多个第一激光二极管发出的呈沿第一激光二极管慢轴方向依次排列的光线转换为呈沿第一激光二极管的快轴方向排列并沿慢轴方向依次错位分布的光线。

在一些实施方式中，光传导件还包括与慢轴光引导膜片一一对应的快轴光引导膜片，快轴光引导膜片沿第一激光二极管的快轴方向并排设置，用于对与其对应的慢轴光引导膜片所出射的光线进行反射，以使多个慢轴光引导膜片发出的沿第一激光二极管的快轴方向排列并沿慢轴方向依次错位分布的光线转换为沿第一激光二极管的快轴方向整齐排列的光线。

在一些实施方式中，激光器还包括：多个第二激光二极管，第一激光二极管用于出射多道第一激光，第二激光二极管用于出射多道第二激光，第一激光与第二激光颜色不同。

在一些实施方式中，光源装置还包括透镜组，透镜组包括凹透镜与凸透镜，凹透镜与凸透镜同轴设置，第二激光依次穿过凹透镜以及凸透镜以后，与多道第一激光中的一道重叠。

在一些实施方式中，光源装置还包括反射镜，多个第二激光二极管沿慢轴方向并排设置，第二激光透过凸透镜后，经反射镜反射并与多道第一激光中的一道重叠，并由快轴光引导膜片再次反射。

在一些实施方式中，透镜组具有光轴，光轴与第二激光的光线错位，以使第二激光在透过透镜组时发生偏移。

第二方面，本申请提出了一种光源装置，包括：如上述的激光器。

本申请提出的光源装置，通过设置在激光器出射光路上的与第一激光二极管一一对应的多个光传导件，每一光传导单元用于引导与其对应的第一激光二极管出射的光线，以使多个第一激光二极管发出的沿第一激光二极管慢轴方向排列的光线转换为沿第一激光二极管的快轴方向排列，使激光器出光在快轴方向与慢轴方向的光学拓展量分布较为平衡，有利于于投影设备或是其他设备耦合。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，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他的附图。

图1为本申请第一实施例提出的中提出的光源装置中激光器的结构以及光路示意图；

图2为本申请第一实施例提出的中提出的光源装置中另一种激光器的结构以及光路示意图；

图3为本申请第二实施例提出的中提出的光源装置的第一视角的结构以及光路示意图；

图4为本申请第二实施例提出的中提出的光源装置的第二视角的结构以及光路示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域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方式，都属于本申请保护的范围。

在本申请中，除非另有明确的规定或限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通，也可以是仅为表面接触，或者通过中间媒介的表面接触连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为特指或特殊结构。术语“一些实施方式”、“其他实施方式”等的描述意指结合该实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本申请中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本申请中描述的不同实施方式或示例以及不同实施方式或示例的特征进行结合和组合。

激光器出射的光束存在快轴和慢轴，快轴方向出射的激光，上具有较大发散角和较小芯片尺寸。慢轴方向上出射的激光具有较小发散角和较大芯片尺寸。

实施例一

本实施例提出了一种光源装置1，包括至少一个激光器10。

请参阅图1，激光器10包括多个第一激光二极管11以及光传导件12。

激光器10具有正交的快轴方向(如图1中X方向)和慢轴方向(如图1中Y轴方向)，多个第一激光二极管11的快轴方向同向，且第一激光二极管11沿快轴方向并排设置。第一激光二极管11可以选字单异质结(SH)、双异质结(DH)和量子阱(QW)二极管之中的一种。在本实施例中，第一激光二极管11为一种量子阱激光二极管，在其他实施例中还可以根据不同的需求选用其他类型的二极管，在此对二极管的类型不做限定。

由于第一激光二极管11的特性，沿快轴方向并排设置的第一激光二极管11，出射光线的形成的光斑，光斑的长度方向沿慢轴方向排列。因此，需要光传导件12对多个第一激光二极管11的所发出的光线进行引导，使出射光线的形成的光斑的长度方向能够沿快轴方向排列，提高光线与光纤或其它设备之间的耦合效率。

在本实施例中，光传导件12包括多个光传导单元，多个光传导单元用于一一对应的引导一个第一激光二极管11出射的光线，且相邻的两个光传导单元在快轴方向具有错位。通过错位的光传导件12，可以使多个第一激光二极管11发出的光线，出射光线的形成的光斑，光斑的长度方向从沿慢轴方向排列，转化为沿快轴方向排列，使激光器10出光在快轴方向与慢轴方向的光学拓展量分布较为平衡，有利于于投影设备或是其他设备耦合。

具体的，作为一种实施方式，光传导件12可以包括多个慢轴光引导膜片121，多个慢轴光引导膜片121可以间隔设置。多个慢轴光引导膜片121之间的间隔可以根据激光器10生产过程中的生产条件，在一定的范围内增加或减少，具体范围在此不做限定。慢轴光引导膜片121与第一激光二极管11一一对应，并沿激光器10的快轴方向依次层叠设置，且沿激光器10的慢轴方向依次错位分布，用于将多个第一激光二极管11发出的呈沿第一激光二极管11慢轴方向依次排列的光线转换为呈沿第一激光二极管11的快轴方向排列并沿慢轴方向依次错位分布的光线。示例性的，慢轴光引导膜片121的部分区域设置有反射区1211，第一激光二极管11发出的光线，在出射到反射区1211时发生反射，并改变出射的方向。

作为一种更具体的实施方式，慢轴光引导膜片121在设置有反射区1211的区域以外的部分区域，还可以设置有透射区域1212。第一激光二极管11发出的光线，在出射到透射区域1212时，可以穿透透射区域1212。相邻的慢轴光引导膜片121的反射区1211作为光传导单元，且在慢轴方向具有错位，各慢轴光引导膜片121的反射区1211沿激光器10的快轴方向依次层叠设置。作为一种实施方式，每个慢轴光引导膜片121上的反射区1211与其余慢轴光引导膜片121的透射区域1212对应设置。通过如此设计，相邻的慢轴光引导膜片121的反射区1211作为光传导单元，可以使多个第一激光二极管11发出的光线出射光线的形成的光斑，光斑的长度方向，从沿慢轴方向排列转化为沿快轴方向排列。在另一些实施方式中，慢轴光引导膜片121也可以按照其他的方式进行排列，在此不做限定。

在另外一些实施方式中，第一激光二极管11的出光方向可能与激光器10的出光方向不同，此时需要对光线的方向进行调整。具体的，请参阅图2，在本实施方式中，光传导件12还可以包括第一慢轴光引导膜片123和多个第二慢轴光引导膜片124，第一慢轴光引导膜片123与多个第一激光二极管11中的一个第一激光二极管11对应，多个第二慢轴光引导膜片124分别与其余的第一激光二极管11一一对应；第一慢轴光引导膜片123以及多个第二慢轴光引导膜片124以第一慢轴光引导膜片123为始沿激光器11的快轴方向依次层叠设置，且沿激光器11的慢轴方向依次错位分布，第一慢轴光引导膜片123用于对与其对应的第一激光二极管11所发出的光线进行透射并将其余第一激光二极管11所发出的光线反射向多个第二慢轴光引导膜片124，第二慢轴光引导膜片124用于对与其对应的第一激光二极管11所发出的光线进行反射；从而使多个第一激光二极管11发出的呈沿第一激光二极管11慢轴方向依次排列的光线转换为呈沿第一激光二极管11的快轴方向排列并沿慢轴方向依次错位分布的光线。通过第一慢轴光引导膜片123与第二慢轴光引导膜片124的共同作用，可以调整出光方向的同时，使激光器10的出射光线的形成的光斑，光斑的长度方向沿快轴方向排列。

具体的，每个第二慢轴光引导膜片124的反射区1211与其余第二慢轴光引导膜片124的透射区域1212对应，且每个第二慢轴光引导膜片124的反射区1211与第一慢轴光引导膜片123的反射区1211对应，从第一激光二极管11出射的光线，在经过第二慢轴光引导膜片124上的反射区1211反射过后，可以经由第一慢轴光引导膜片123上的反射区1211再次反射，如此可以实现多个第一激光二极管11出射光线的形成的光斑，光斑的长度方向，从沿慢轴方向排列转化为沿快轴方向排列。

在本实施方式中，可能存在多道沿快轴方向排列的光线，在快轴方向上还具有错位的问题。为了解决该问题，还可以通过设置快轴光引导膜片125来解决。具体的，快轴光引导膜片125沿第一激光二极管的快轴方向并排设置，用于对与其对应的慢轴光引导膜片121所出射的光线进行反射，以使多个慢轴光引导膜片121发出的沿第一激光二极管11的快轴方向排列并沿慢轴方向依次错位分布的光线转换为沿第一激光二极管11的快轴方向整齐排列的光线。以此可以消除由于设置多个第一激光二极管11而造成的错位。

本申请提出的光源装置1具有以下使用原理：

本申请提出的光源装置，通过设置在激光器出射光路上的与第一激光二极管11一一对应的多个光传导件，每一光传导单元用于引导与其对应的第一激光二极管11出射的光线，以使多个第一激光二极管11发出的沿慢轴方向排列的光线转换为沿快轴方向排列，使激光器出光在快轴方向与慢轴方向的光学拓展量分布较为平衡，有利于于投影设备或是其他设备耦合。

实施例二

请参阅图3，与实施例一不同的地方在于，在本实施例中，激光器10还可以包括有多个第二激光二极管11’，其中第一激光二极管11用于出射多道第一激光，第二激光二极管11’用于出射多道第二激光。

示例性的，第一激光可以是红色激光，第二激光可以是蓝色与绿色混合的激光。多个第二激光二极管11’可以是多个用于出射蓝光的第二激光二极管11'以及多个用于出射绿光的第二激光二极管11'。出射蓝光的第二激光二极管11'与绿光的第二激光二极管11'可以交错排布，或是沿其他方式排布，在此不做限定。

由于光线波长等因素，红光的在传导时的拓展量，也即是在快轴方向上形成的光斑的长度，远远大于蓝光和绿光，而通常R，G，B激光器会组成三色MCP激光器，所以为了将蓝绿光线合入至红光中，在一些实施方式中，光源装置1还可以包括透镜组20。

具体的，在本实施例中，多个第二激光二极管11'沿慢轴方向并排设置，且第一激光二极管11的出光方向可以与多个第二激光二极管11'的出光方向大致平行。透镜组20具有光轴23，光轴23可以设置于多个第二激光二极管11'所发出的光路上，多个第二激光二极管11'所出射的光线穿过透镜组20，并与激光器101所出射的光线合光。具体的，透镜组20可以包括凹透镜21与凸透镜22，通过凹透镜21与凸透镜22的共同折射的作用，凹透镜21与凸透镜22同轴设置，第二激光依次穿过凹透镜21以及凸透镜22以后，并经第二反射镜30反射后，与多道第一激光中的一道重叠，并由快轴光引导膜片125再次反射。

在一些实施方式中，请参阅图4，第一激光与需要合光的一道第二激光之间可能存在错位。在此情况下，可以通过透镜中的光轴23与蓝绿光线之间错位来实现调整蓝绿光线的位置，并使其与第一激光与第二激光的重叠。通过将光轴23与多个第二激光二极管11'出射的光线错位，可以使第二激光在透过透镜组20时发生偏移。如此可以调整蓝绿光线的出射位置，使其能够使第一激光与第二激光。

本申请提出的光源装置1，通过设置在激光器出射光路上的与第一激光二极管11一一对应的多个光传导件，每一光传导单元用于引导与其对应的第一激光二极管11出射的光线，以使多个第一激光二极管11发出的沿慢轴方向排列的光线转换为沿快轴方向排列，使激光器出光在快轴方向与慢轴方向的光学拓展量分布较为平衡，有利于于投影设备或是其他设备耦合。以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本申请进行了详细的说明，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方式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申请各实施方式技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光器，其特征在于，包括：

多个第一激光二极管，所述多个第一激光二极管沿慢轴方向并排设置；

设置在所述激光器出射光路上的与所述第一激光二极管一一对应的多个光传导件，每一光传导单元用于引导与其对应的所述第一激光二极管出射的光线，以使所述多个第一激光二极管发出的沿所述第一激光二极管慢轴方向排列的光线转换为沿所述第一激光二极管的快轴方向排列。

2.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述光传导件包括与所述第一激光二极管一一对应的慢轴光引导膜片，沿所述激光器的快轴方向依次层叠设置，且沿所述激光器的慢轴方向依次错位分布，用于将所述多个第一激光二极管发出的呈沿所述第一激光二极管慢轴方向依次排列的光线转换为呈沿所述第一激光二极管的快轴方向排列并沿慢轴方向依次错位分布的光线。

3.根据权利要求2所述的激光器，其特征在于，所述慢轴光引导膜片包括反射区，各慢轴光引导膜片的反射区沿所述激光器的快轴方向依次层叠设置，且沿所述激光器的慢轴方向依次错位分布，以用于对与其对应的第一激光二极管所发出的光线进行反射，从而使所述多个第一激光二极管发出的呈沿所述第一激光二极管慢轴方向依次排列的光线转换为呈沿所述第一激光二极管的快轴方向排列并沿慢轴方向依次错位分布的光线。

4.根据权利要求2所述的激光器，其特征在于，所述慢轴光引导膜片包括第一慢轴光引导膜片以及多个第二慢轴光引导膜片，其中：所述第一慢轴光引导膜片与所述多个第一激光二极管中的一个第一激光二极管对应，所述多个第二慢轴光引导膜片分别与其余的第一激光二极管一一对应；所述第一慢轴光引导膜片以及多个第二慢轴光引导膜片以所述第一慢轴光引导膜片为始沿所述激光器的快轴方向依次层叠设置，且沿所述激光器的慢轴方向依次错位分布，所述第一慢轴光引导膜片用于对与其对应的第一激光二极管所发出的光线进行透射并将其余第一激光二极管所发出的光线反射向所述多个第二慢轴光引导膜片，所述第二慢轴光引导膜片用于对与其对应的第一激光二极管所发出的光线进行反射；从而使所述多个第一激光二极管发出的呈沿所述第一激光二极管慢轴方向依次排列的光线转换为呈沿所述第一激光二极管的快轴方向排列并沿慢轴方向依次错位分布的光线。

5.根据权利要求3或4所述的激光器，其特征在于，所述光传导件还包括与所述慢轴光引导膜片一一对应的快轴光引导膜片，所述快轴光引导膜片沿所述第一激光二极管的快轴方向并排设置，用于对与其对应的慢轴光引导膜片所出射的光线进行反射，以使所述多个慢轴光引导膜片发出的沿所述第一激光二极管的快轴方向排列并沿慢轴方向依次错位分布的光线转换为沿所述第一激光二极管的快轴方向整齐排列的光线。

6.根据权利要求5所述的激光器，其特征在于，所述激光器还包括：多个第二激光二极管，所述第一激光二极管用于出射多道第一激光，所述第二激光二极管用于出射多道第二激光，所述第一激光与所述第二激光颜色不同，且所述第二激光与多道沿快轴所述第一激光中的一道重叠。

7.根据权利要求6所述的激光器，其特征在于，所述激光器还包括透镜组，所述透镜组包括凹透镜与凸透镜，所述凹透镜与所述凸透镜同轴设置，所述第二激光依次穿过所述凹透镜以及所述凸透镜以后，与多道沿快轴所述第一激光中的一道重叠。

8.根据权利要求7所述的激光器，其特征在于，所述光源装置还包括反射镜，所述多个第二激光二极管沿慢轴方向并排设置，所述第二激光透过所述凸透镜后，经所述反射镜反射并与多道所述第一激光中的一道重叠，并由所述快轴光引导膜片再次反射。

9.根据权利要求7或8所述的激光器，其特征在于，所述透镜组具有光轴，所述光轴与所述第二激光的光线错位，以使所述第二激光在透过所述透镜组时发生偏移。

10.一种光源装置，其特征在于，包括：

如权利要求1-9任一项所述的激光器。

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