阅读说明：本技术 一种提高激光器光功率密度的装置 (Device for improving optical power density of laser ) 是由 于果蕾 王美美 开北超 刘成成 邵慧慧 于 2018-08-23 设计创作，主要内容包括：一种提高激光器光功率密度的装置,包括：底座、N个激光器、快轴准直镜、N个慢轴准直镜、N个转向反射镜、聚焦透镜、光纤以及光路升高调节机构。由于通过光路升高调节机构可以调节升高后的光束的高度,可以方便匹配不同出光宽度的激光器,使其调节到各个光束射入到慢轴准直镜处时在高度上紧密排列,从而确保光束的聚集密度,有效减少了各个光束之间的间距,进而提高了激光器的光束密度。同时由于设置了光路升高调节机构将从慢轴准直镜到快轴准直镜之间的光路进行了纵向上的升高,因此可以压缩慢轴准直镜与快轴准直镜之间的水平距离,从而可以减小激光器的水平尺寸。(An apparatus for increasing optical power density of a laser, comprising: the device comprises a base, N lasers, a fast axis collimating mirror, N slow axis collimating mirrors, N steering reflecting mirrors, a focusing lens, an optical fiber and a light path lifting adjusting mechanism. Because the height of the light beam after rising can be adjusted through the light path rising adjusting mechanism, the laser with different light-emitting widths can be conveniently matched, and the light beams are adjusted to be closely arranged in height when being emitted into the slow axis collimating mirror, so that the concentration density of the light beams is ensured, the space between the light beams is effectively reduced, and the light beam density of the laser is further improved. Meanwhile, the light path between the slow axis collimating mirror and the fast axis collimating mirror is longitudinally lifted by the light path lifting adjusting mechanism, so that the horizontal distance between the slow axis collimating mirror and the fast axis collimating mirror can be compressed, and the horizontal size of the laser can be reduced.)

一种提高激光器光功率密度的装置

技术领域

本发明涉及半导体激光器技术领域，具体涉及一种提高激光器光功率密度的装置。

背景技术

目前，大多数多束激光合束都存在的问题是光束密度不够高，光束间隔很大程度上被激光器之间的间距所限制。另外激光器的快轴准直透镜与慢轴准直透镜之间的距离过长，很是浪费空间，导致激光器尺寸降不下来。

目前公开的专利中有对光束密度进行改进，中国专利文件CN201610556274.8 中利用反射镜对激光器阵列光束之间的距离进行指定，一定程度上提高了光束的光束密度，但是同时，激光器的体积庞大并且快轴准直与慢轴准直透镜之间的距离并没有改善，除此之外反射镜的安装固定并没有给出明确的方法。中国专利文件CN201610015579.8和中国专利CN201621316378.3中提到的激光器都是利用了反射镜和楔形棱镜对光束进行整合，由于反射镜与基板之间存在仰角又不得不引入了楔形棱镜对光束进一步调整，光束之间的距离也不能准确的自由制定。除此之外快慢轴准直镜之间的距离也没有得到改善。

CN105207054B公开了一种多单管半导体激光器光纤耦合模块，其为了解决激光器由于出光宽度不同导致光束密度低的问题，是第一阶梯热沉和第二阶梯热沉分别具有四个阶梯面F，并且四个阶梯面F由底板 中部向第一方向两端依次升高，通过将激光器固定在不同的阶梯高度上，从而消除激光器的出光宽度不同导致的光束的差异。但是这种固定阶梯高度不能很好的适配不同出光宽度的激光器，其光束密度还是达不到更高的要求，同时阶梯形的热沉体积巨大，不能降低整个装置的尺寸。

发明内容

本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种提高光束密度、减小激光器的水平尺寸的提高激光器光功率密度的装置。

本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：

一种提高激光器光功率密度的装置，包括：

底座，其上端面一侧沿其长度方向间隔设置有N个激光器，N为大于等于2的正整数；

快轴准直镜，设置于激光器前端的出光光路上；

N个慢轴准直镜，均设置于底座上，其分别位于各个快轴准直镜的前端；

N个转向反射镜，均设置于底座上，其分别位于各个慢轴准直镜的前端；

聚焦透镜，设置于底座上，转向反射镜将慢轴准直镜准直后的光反射至聚焦透镜；

光纤，设置于底座上，其与聚焦透镜同轴，聚焦透镜将聚集后的各个光束汇聚进入光纤中；以及

光路升高调节机构，设置于快轴准直镜与慢轴准直镜之间，光路升高调节机构将快轴准直镜准直后的水平的光束平行升高后射入慢轴准直镜，平行升高后的光束与经快轴准直镜准直后射出的光束之间的高度差通过光路升高调节机构调节，N束经光路升高调节机构升高后的光束沿纵向等间距间隔布置。

上述光路升高调节机构包括N个设置于各个激光器前端的直角反射镜Ⅰ以及设置于底座上且位于直角反射镜Ⅰ上方的直角反射镜Ⅱ，直角反射镜Ⅰ沿激光器的出光光路方向滑动安装于底座上，直角反射镜Ⅰ的45°反射面与直角反射镜Ⅱ的45°反射面相对设置且相互平行，经快轴准直镜准直后的光束经直角反射镜Ⅰ的45°反射面反射后向上射向直角反射镜Ⅱ，再经直角反射镜Ⅱ的45°反射面反射后射向慢轴准直镜，自左到右各个直角反射镜Ⅰ与对应的激光器之间的间距离依次增大。

优选的，还包括设置于底座上的基板，各个激光器水平设置于基板的上表面上。

优选的，还包括设置于底座上的基台，各个慢轴准直镜安装于基台的上表面上。

优选的，还包括设置于底座上的支柱Ⅱ，所述聚焦透镜安装于支柱Ⅱ上。

优选的，上述直角反射镜Ⅱ两端分别通过支柱Ⅰ固定于底座上。

优选的，当经快轴准直镜准直后的光束与水平面不平行时，直角反射镜Ⅰ底平面相对于底座的夹角与准直后的光束跟水平面之间的夹角相等。

本发明的有益效果是：由于通过光路升高调节机构可以调节升高后的光束的高度，可以方便匹配不同出光宽度的激光器，使其调节到各个光束射入到慢轴准直镜处时在高度上紧密排列高度都大致一致，从而确保光束的聚集密度，有效减少了各个光束之间的间距，进而提高了激光器的光束密度。同时由于设置了光路升高调节机构将从慢轴准直镜到快轴准直镜之间的光路进行了纵向上的升高，因此可以压缩慢轴准直镜与快轴准直镜之间的水平距离，从而可以减小激光器的水平尺寸。。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的下反射镜和上反射镜部位的结构示意图；

图3为本发明的下反射镜旋转后的状态示意图；

图中，1.底座 2.基板 3.激光器 4.直角反射镜Ⅰ 5.直角反射镜Ⅱ 6.支柱Ⅰ 7.基台8.慢轴准直镜 9.转向反射镜 10.支柱Ⅱ 11.聚焦透镜 12.光纤 13.快轴准直镜。

具体实施方式

下面结合附图1、附图2对本发明做进一步说明。

一种提高激光器光功率密度的装置，包括：底座1，其上端面一侧沿其长度方向间隔设置有N个激光器3，N为大于等于2的正整数；快轴准直镜13，设置于激光器3前端的出光光路上；N个慢轴准直镜8，均设置于底座1上，其分别位于各个快轴准直镜13的前端；N个转向反射镜9，均设置于底座1上，其分别位于各个慢轴准直镜8的前端；聚焦透镜11，设置于底座1上，转向反射镜9将慢轴准直镜8准直后的光反射至聚焦透镜11；光纤12，设置于底座1上，其与聚焦透镜11同轴，聚焦透镜11将聚集后的各个光束汇聚进入光纤12中；以及光路升高调节机构，设置于快轴准直镜13与慢轴准直镜8之间，光路升高调节机构将快轴准直镜13准直后的水平的光束平行升高后射入慢轴准直镜8，平行升高后的光束与经快轴准直镜13准直后射出的光束之间的高度差通过光路升高调节机构调节，N束经光路升高调节机构升高后的光束沿纵向等间距间隔布置。N个激光器3工作时发出的光通过各自对应的快轴准直镜13准直后变成平行光，平行光被光路升高调节机构在高度方向上增高后保持水平方向射入慢轴准直镜8处，经慢轴准直镜8准直后通过对应的转向反射镜9反射到聚焦透镜11处，聚焦透镜11将各个转向反射镜9反射的光束聚焦后汇聚进入光纤12中。由于通过光路升高调节机构可以调节升高后的光束的高度，可以方便匹配不同出光宽度的激光器3，使其调节到各个光束通过对应的转向反射镜9反射的光束在高度方向上等间距设置，从而确保光束以最小的间距进行排布，提高聚集密度，有效减少了各个光束之间的间距，进而提高了激光器的光束密度。同时由于设置了光路升高调节机构将从慢轴准直镜8到快轴准直镜13之间的光路进行了纵向上的升高，因此可以压缩慢轴准直镜8与快轴准直镜13之间的水平距离，从而可以减小激光器的水平尺寸。

实施例1：

如附图2所示，光路升高调节机构包括N个设置于各个激光器3前端的直角反射镜Ⅰ 4以及设置于底座1上且位于直角反射镜Ⅰ 4上方的直角反射镜Ⅱ 5，直角反射镜Ⅰ 4沿激光器3的出光光路方向滑动安装于底座1上，直角反射镜Ⅰ 4的45°反射面与直角反射镜Ⅱ 5的45°反射面相对设置且相互平行，经快轴准直镜13准直后的光束经直角反射镜Ⅰ 4的45°反射面反射后向上射向直角反射镜Ⅱ 5，再经直角反射镜Ⅱ 5的45°反射面反射后射向慢轴准直镜8，自左到右各个直角反射镜Ⅰ 4与对应的激光器3之间的间距离依次增大。经激光器3发射的光通过快轴准直镜13准直后变成平行光，由于各个直角反射镜Ⅰ 4与对应的激光器3之间的间距依次变大，因此经直角反射镜Ⅰ 4的45°反射面反射到直角反射镜Ⅱ 5的45°反射面的光束位置出现前后位置的变化，因此通过直角反射镜Ⅱ 5反射后的光线在纵向上等间距间隔，通过调整直角反射镜Ⅰ 4的位置可以确保满足反射后的光线的间距最小化，最大程度的减少了各个光束之间的间距。

实施例2：

还包括设置于底座1上的基板2，各个激光器3水平设置于基板2的上表面上。通过设置基板2可以取保各个激光器3安装高度的统一性。

实施例3：

还包括设置于底座1上的基台7，各个慢轴准直镜8安装于基台7的上表面上。通过调整基台7的高度即可方便调整各个慢轴准直镜8的高度位置，使其到指定高度位置。

实施例4：

还包括设置于底座1上的支柱Ⅱ 10，聚焦透镜11安装于支柱Ⅱ 10上。通过调整支柱Ⅱ10的高度即可完成对聚焦透镜11高度位置的调节，确保其可以顺利将光聚焦至光纤12处。

实施例5:

直角反射镜Ⅱ 5两端分别通过支柱Ⅰ 6固定于底座1上。通过两个支柱Ⅰ 6可以方便将直角反射镜Ⅱ 5水平固定在底座1上方，安装简单。

实施例6：

如附图3所示，当经快轴准直镜13准直后的光束与水平面不平行时，直角反射镜Ⅰ 4底平面相对于底座1的夹角与准直后的光束跟水平面之间的夹角相等。通过调整直角反射镜Ⅰ4的旋转角度，使其匹配不平行的光束，确保经直角反射镜Ⅰ 4反射的光束以竖直方向射向直角反射镜Ⅱ 5的45°反射面。