RU14407U1

RU14407U1 - OPTICAL DEVICE FOR SUMMING BEAMS OF TWO OR MORE LASERS

Info

Publication number: RU14407U1
Application number: RU98111223/20U
Authority: RU
Inventors: А.Л. Тер-Мартиросян; В.П. Чалый; Ю.Н. Батов; Е.В. Иванов; С.М. Малинин
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Полупроводниковые приборы"
Priority date: 1998-06-04
Filing date: 1998-06-04
Publication date: 2000-07-20

Abstract

Оптическое устройство для суммирования лучей двух или более лазеров в общий поток, включающее оптическую систему, содержащую элементы, отражающие лучи лазеров, каждый из лазеров снабжен отдельным отражающим его луч элементом, причем эти элементы расположены так, что отраженные ими лучи параллельны оптической оси общего потока или сходятся в точке, находящейся на этой оси, отличающееся тем, что один из лазеров установлен таким образом, что его луч совпадает с оптической осью общего потока.An optical device for summing the rays of two or more lasers into a common stream, including an optical system containing elements reflecting laser beams, each of the lasers is equipped with a separate element reflecting its beam, and these elements are arranged so that the rays reflected by them are parallel to the optical axis of the general stream or converge at a point located on this axis, characterized in that one of the lasers is installed in such a way that its beam coincides with the optical axis of the total flux.

Description

Оптическое устройство для суммирования лучей двух или более лазеровOptical device for summing the rays of two or more lasers

Полезная модель относится к лазерной технике и может быть применена в медицине, для обработки материалов и в других областях, где используется лазерное излучение с высокой плотностью мощности.The utility model relates to laser technology and can be used in medicine, for processing materials and in other areas where laser radiation with a high power density is used.

Известны оптические устройства для суммирования лучей двук или более лазеров, включающие совокупность световодов, см., например, заявку PCT/US94/12864 от 26.05.1995 (копия реферата прилагается).Known optical devices for summing the rays of two or more lasers, including a set of optical fibers, see, for example, PCT / US94 / 12864 dated 05/26/1995 (a copy of the abstract is attached).

Основным недостатком данного устройства, как и других известных устройств, содержащих световоды, являются большие потери мощности излучения (до 50%).The main disadvantage of this device, as well as other known devices containing optical fibers, are large losses of radiation power (up to 50%).

Известны также оптические устройства для суммирования лучей двух или более лазеров, включающие оптическую систему, содержащую элементы, отражающие лучи лазеров, образующие систему фокусирующих и дефокусирующих зеркал, см., например, заявку Германии № 4401253 от 18.01.1994 (копия реферата прилагается).Optical devices for summing the rays of two or more lasers are also known, including an optical system containing elements reflecting the laser beams forming a system of focusing and defocusing mirrors, see, for example, German application No. 4401253 of January 18, 1994 (a copy of the abstract is attached).

В данном устройстве лучи отдельных лазеров объединяются в обилий поток посредством совокупности отклоняющих, фокусирующих и дефокусирующих элементов. Лучи лазеров испытывают многократные отражения от поверхностей зеркал и объединяются на выходе в общий поток.In this device, the rays of individual lasers are combined into an abundant stream through a combination of deflecting, focusing and defocusing elements. The laser beams experience multiple reflections from the surfaces of the mirrors and are combined at the output into a common stream.

Это устройство позво.ляет осуществить объединение лазерных лучей с различной длиной волны.This device allows you to combine laser beams with different wavelengths.

МПКб HO1S 3/19MPKb HO1S 3/19

Недостатком такого технического решения являются существенные потери мощности в результате многократного отражения лучей зеркалами. Кроме того, устройство имеет весьма сложную конструкцию.The disadvantage of this technical solution is the significant loss of power as a result of multiple reflection of rays by mirrors. In addition, the device has a very complex structure.

Известно оптическое устройство для суммирования лучей двух или более лазеров в общий поток, включающее оптическую систему, содержащую элементы, отражающие лучи лазеров, при этом каждый из лазеров снабжен отдельным отражающим его луч элементом, причем эти элементы расположены так, что отраженные ими лучи параллельны оптической оси общего потока или сходятся в точке на этой оси, см. патент США № 4828357 от 19.10.1987 г. по кл. G02B17/06.An optical device is known for summing the rays of two or more lasers into a common stream, including an optical system containing elements reflecting the rays of the lasers, each laser being equipped with a separate element reflecting its beam, the elements being arranged so that the rays reflected by them are parallel to the optical axis total flow or converge at a point on this axis, see US patent No. 4828357 from 10.19.1987, CL. G02B17 / 06.

Это техническое решение принято за прототип настоящей полезной модели.This technical solution is taken as a prototype of this utility model.

Такое устройство имеет недостаточную мощность суммарного оптического потока, кроме того следует отметить, что его юстировка затруднена.Such a device has insufficient power of the total optical flow, in addition, it should be noted that its adjustment is difficult.

В основу настоящей полезной модели положено решение задачи создания такого оптического устройства для суммирования лучей двух или более лазеров в общий поток, которое позволило бы существенно увеличить мощность суммарного оптического потока и имело бы более простую юстировку.The present utility model is based on the solution of the problem of creating such an optical device for summing the rays of two or more lasers into a common stream, which would significantly increase the power of the total optical stream and have a simpler adjustment.

Согласно полезной модели эта задача решается за счет того, что в оптическом устройстве для суммирования двух или более лазеров в общий поток, включающем оптическую систему, содержащую элементы, отражающие лучи лазеров, каждый из лазеров снабжен отдельнымAccording to a utility model, this problem is solved due to the fact that in an optical device for summing two or more lasers into a common stream, including an optical system containing elements reflecting laser beams, each of the lasers is equipped with a separate

отражающим его луч элементом, причем эти элементы расположены так, что отраженные ими лучи параллельны оптической оси общего потока или сходятся в точке, находящейся на этой оси, один из лазеров установлен таким образом, что его луч совпадает с оптической осью общего потока.an element reflecting its beam, and these elements are located so that the rays reflected by them are parallel to the optical axis of the general flow or converge at a point located on this axis, one of the lasers is installed in such a way that its beam coincides with the optical axis of the general stream.

Заявителю не известны какие -либо источники информации, которые содержали бы сведения о технических решениях, идентичных настоящей полезной модели, что позволяет сделать вывод о соответствии ее критерию «новизна.The applicant is not aware of any sources of information that would contain information about technical solutions identical to this utility model, which allows us to conclude that its criterion of “novelty.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена схема заявленного оптического устройства.The essence of the utility model is illustrated in the drawing, which shows a diagram of the claimed optical device.

В представленном конкретном примере оптическое устройство осуществляет суммирование лучей семи полупроводниковых лазеров. Лазеры 1, 2, 3 находятся по одну сторону от оптической оси общего потока, а лазеры 4, 5, 6 - по другую. Лазер 7 установлен таким образом, что его луч совпадает с оптической осью общего потока. Такое расположение одного из лазеров упрощает юстировку элементов устройства. Каждый из лазеров 1, 2, 3, 4, 5, 6 снабжен отдельным отражающим лазерный луч элементом 8, 9, 10, И, 12, 13, соответственно. В конкретном примере это - поворотные призмы с зеркальными гранями. При этом можно считать, что лазер 7 снабжен отражающим элементом с углом отражения луча О°. При сборке оптического устройства сначала устанавливают лазер 7. Его луч 14 определяет направление общего потока. ЗатемIn the presented specific example, the optical device performs the summation of the rays of seven semiconductor lasers. Lasers 1, 2, 3 are located on one side of the optical axis of the total flux, and lasers 4, 5, 6 are located on the other. The laser 7 is mounted so that its beam coincides with the optical axis of the total flow. This arrangement of one of the lasers simplifies the alignment of the elements of the device. Each of the lasers 1, 2, 3, 4, 5, 6 is equipped with a separate element reflecting the laser beam 8, 9, 10, I, 12, 13, respectively. In a specific example, these are rotary prisms with mirror faces. In this case, we can assume that the laser 7 is equipped with a reflective element with a beam angle of 0 °. When assembling the optical device, a laser 7 is first installed. Its beam 14 determines the direction of the total flow. Then

устанавливают остальные лазеры 1, 2, 3, 4, 5, 6 так, чтобы их лучи 15, 16, 17, 18, 19, 20, соответственно, были бы приблизительно перпендикулярны направлению общего потока. Далее юстируют устройство, располагая отражающие лазерные лучи элементы 8, 9, 10, И, 12, 13 под такими углами, чтобы отраженные лучи 15, 16, 17, 18, 19, 20 были параллельны оптической оси общего потока, то есть лучу 14 лазера 7. При этом должны быть обеспечены минимальные расстояния между парами отражающих лазерные лучи элементов: 8 и 11, 9 и 12, 10 и 13, необходимые для прохождения лазерных лучей.install the remaining lasers 1, 2, 3, 4, 5, 6 so that their rays 15, 16, 17, 18, 19, 20, respectively, would be approximately perpendicular to the direction of the total flow. Next, the device is adjusted by positioning the elements 8, 9, 10, I, 12, 13 reflecting the laser beams at such angles that the reflected beams 15, 16, 17, 18, 19, 20 are parallel to the optical axis of the total flux, i.e., the laser beam 14 7. In this case, the minimum distances between the pairs of laser-reflecting elements must be provided: 8 and 11, 9 and 12, 10 and 13, necessary for the passage of laser beams.

В описанном конкретном примере все лучи лазеров и оптическая ось общего потока находятся в одной плоскости; отраженные лучи параллельны друг другу и оптической оси общего потока. Для ввода общего потока в оптическое волокно используют собирающий объектив ( на чертеже не показан) или, регулируя углы установки отражающих элементов, осуществляют схождение лучей общего потока в точке на его оптической оси, в которой располагают входной торец оптического волокна.In the described specific example, all the laser beams and the optical axis of the total flux are in the same plane; the reflected rays are parallel to each other and to the optical axis of the total flow. To enter the total flow into the optical fiber, a collecting lens is used (not shown in the drawing) or, by adjusting the angles of installation of the reflecting elements, the rays of the general flow converge at a point on its optical axis at which the input end of the optical fiber is located.

Для реализации устройства применены известные оптические элементы, его изготовление и сборка производятся в заводских условиях на обычном оборудовании. Это позволяет сделать вывод о соответствии полезноймоделикритерию«промышленнаяWell-known optical elements are used to implement the device, its manufacture and assembly are carried out in the factory using conventional equipment. This allows us to conclude that the useful industrial

применимость.applicability.

Claims

An optical device for summing the rays of two or more lasers into a common stream, including an optical system containing elements reflecting laser beams, each of the lasers is equipped with a separate element reflecting its beam, and these elements are arranged so that the rays reflected by them are parallel to the optical axis of the general stream or converge at a point located on this axis, characterized in that one of the lasers is mounted in such a way that its beam coincides with the optical axis of the total flux.