光源系统与激光光源技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种光源系统与激光光源，该激光光源，包括两组激光器组，至少一组激光器组包括至少两个激光器，两组激光器组产生的各束光线同向且平行；所述两组激光器组在各自出射光线组成的光束的截面上的第一投影在第一方向上的第二投影有部分交叠，第一方向为一组激光器组的至少两个激光器中心的连线方向。本发明专利技术能够有效增大光功率密度，同时减小光源体积。

【技术实现步骤摘要】
光源系统与激光光源本申请为申请人于2011年10月11日递交的申请号为201110306719.4，专利技术名称为"光源系统与激光光源"的分案申请。
本专利技术涉及光学
，特别是涉及光源系统与激光光源。
技术介绍
现有技术常用的单颗半导体激光器的光功率大致在几百毫瓦左右，更大功率的有1-2瓦。单颗半导体激光器想要实现几瓦甚至10瓦以上的功率输出，目前较为困难。在一些要求高光功率半导体激光器的应用场景中，比如投影、舞台灯光系统等光功率要求达到几十瓦的应用场景中，可以采用阵列排布半导体激光器的方式。现有技术阵列排布半导体激光器的方案，是简单地将半导体激光器如激光二极管进行二维排列，然后采用准直透镜将激光二极管发出的光准直。图1a显示了一个4×4排布结构的激光二级管阵列。通常激光二极管11发出的光其分布为一个椭圆高斯分布，发散角较大。准直透镜通常(图未示)是一个旋转对称的透镜，能将激光二极管11发出的光准直。再如图1a所示，现有技术激光二极管排布通常为平面直射式排布，激光二极管11安装在底座12上，底座12的投影面积大于激光二极管11的相应投影面积。本申请专利技术人在长期研发中发现，上述平面直射式排布技术会导致一些技术问题的产生，具体描述如下：一起参阅图1b，由于激光二极管11的发光是椭圆高斯分布，经过准直透镜(图未示)后形成一个椭圆光斑13，且椭圆光斑13的面积远小于底座12相应的投影14的面积。由于底座12的投影14的面积大于激光二极管11的相应投影面积，激光二极管11的排布密度也不能过小，加上椭圆光斑13的面积远小于底座12相应的投影14的面积，导致光斑13阵列之间会存在较大的空隙，即光斑13不能够紧密的排列在一起。因此，光功率密度受到底座12尺寸的影响，无法更高，进而使得激光高能量密度的优势得不到充分的发挥。虽然可以使用透镜聚焦各光束到一个光斑，但聚焦后的各光束不再保持平行光特性，具有一个较大的发散角，这对于后续光路系统的设计往往是不利的。为了提高光功率密度，专利CN101937163提供了一种实现激光光斑紧密排列的光源单元。如图2所示，光源单元200包括光源组210与反射镜组220。光源组210包括6个光源201，光源201由发光元件205与准直透镜207组成。反射镜组220包括与光源201对应的相互平行的6个反射镜225，反射镜225将各行的光源201发出的各光束反射为间隔缩小的各光束。如图2所示，若将光源201的准直透镜207的直径设为a，将光源间的行间隔设为b，则光源组210的列方向的全长由于具有6列而成为6a+5b，由于从光源201的准直透镜207射出的光束均为平行光，所以从光源组210射出的光束的截面面积的列方向的全长也成为6a+5b。倘若通过一片反射镜220e使从这种光源组210射出的光束相对于列方向而直接反射的情况下，由反射镜220e反射的光束的截面的列方向的全长成为6a+5b。然而，在每一行配置不同的长方形状的反射镜225，在光源组210的光轴方向缩短各反射镜225的相互间隔地配置这些反射镜225，因此，由各反射镜225反射的光束成为删除了光源组210的各行光源201间的间隔b的状态的光束，从而光束的列方向的全长成为6a，从而激光光斑紧密排列。在对现有技术的研究过程中，本申请专利技术人发现，一组相互平行的反射镜只能压缩一个方向上的激光光斑间距，在另一个垂直的方向上激光光斑的间距较大；为了得到在两个方向上都压缩的光斑阵列，则需要使用两组反射镜，导致光源单元的空间体积很大，在实际产品中应用不便。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种光源系统与激光光源，能够实现激光光斑紧密排列，有效增大光功率密度，同时有效减小产品体积。本专利技术实施例提供一种光源系统，包括至少一组激光光源，该一组激光光源包括：两组激光器组，至少一组激光器组包括至少两个激光器，每组激光器组产生的各束光线同向且平行；与激光器组对应的两组反射镜组，至少一组反射镜组包括至少两个反射镜，反射镜设置在与其对应的激光器的光轴上；反射镜组反射与其对应的激光器组产生的各束光线，使从该反射镜组出射的该各束光线间的间距小于入射到该反射镜组的各束光线间的间距；从两组激光器组出射的各束光线相互平行，从两组反射镜组出射的各束光线同向且相互平行；两组激光器组在各自出射光线组成的光束的截面上的第一投影在第一方向上的第二投影有部分交叠，第一方向为一组激光器组的至少两个激光器中心的连线方向。本专利技术实施例还提供一种激光光源，包括两组激光器组，至少一组激光器组包括至少两个激光器，两组激光器组产生的各束光线同向且平行；两组激光器组在各自出射光线组成的光束的截面上的第一投影在第一方向上的第二投影有部分交叠，第一方向为一组激光器组的至少两个激光器中心的连线方向。本专利技术实施例还提供一种激光光源，包括两组激光器组，至少一组激光器组包括至少两个激光器，每组激光器组产生的各束光线同向且平行，两组激光器组产生的各束光线反向且平行；两组反射镜组，分别用于反射两组激光器组的各束光线，使两组激光器组出射的各束光线被反射后同向且相互平行；两组激光器组在各自出射光线组成的光束的截面上的第一投影在第一方向上的第二投影有部分交叠，第一方向为一组激光器组的至少两个激光器中心的连线方向。与现有技术相比，本专利技术实施例包括如下有益效果：为便于描述，将上述两个激光器组的第一投影在第一方向上的第二投影有部分交叠称为激光器组间的错位设置。利用激光二极管组的错位设置，可以压缩组间激光二极管光束之间的间距，相对于现有解决方案则大大减小了光学系统的体积，并提高了光源系统的光功率密度。附图说明图1a是现有技术半导体激光器阵列的半导体激光器排布示意图；图1b是图1所示激光器阵列所产生光斑的排布示意图；图2是专利CN101937163的光源单元的结构示意图；图3是本专利技术实施例中光源系统一个实施例的结构示意图；图4是图3所示光源系统中一组激光器组、一组反射镜组的俯视图；图5是从图3中屏幕的入光方向看往屏幕的相邻光斑的示意图；图6是图3激光器组的第一投影与第二投影的示意图；图7a和图7b分别是本专利技术光源系统的另两个实施例中两组激光器组在各自出光方向上的投影示意图；图8a、8b、8c分别是图3实施例、传统技术、专利CN101937163中从屏幕的入光方向看往屏幕的光斑图案；图9是本专利技术实施例中光源系统的另一实施例的结构示意图；图10是图9所示实施例中各激光二极管组在各自出射光束的截面上的第一投影的示意图；图11是从图9中屏幕的入光方向看往屏幕的光斑图案；图12是图9实施例中激光器组的第一投影与第二投影的示意图；图13是本专利技术实施例中光源系统的另一实施例的激光器组的第一投影的示意图；图14是本专利技术实施例中光源系统的另一实施例的激光器组的第一投影的示意图；图15是本专利技术实施例中激光光源的一个实施例的结构示意图；图16是图15所示实施例中激光器组的第一投影和第二投影的示意图；图17是本专利技术实施例中激光光源的另一实施例的结构示意图；图18是图17所示实施例中激光器组的第一投影和第二投影的示意图；图19是本专利技术实施例中光源系统的另一实施例的结构示意图；图20是图19所示实施例中从屏幕的入光方向看往屏幕的光斑图案。具体实施方式参阅图3，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光光源，其特征在于，包括：两组激光器组，至少一组激光器组包括至少两个激光器，每组激光器组产生的各束光线同向且平行；与所述激光器组对应的两组反射镜组，至少一组反射镜组包括至少两个反射镜，反射镜设置在与其对应的激光器的光轴上；所述反射镜组反射与其对应的激光器组产生的各束光线，使从该反射镜组出射的该各束光线间的间距小于入射到该反射镜组的各束光线间的间距；从所述两组激光器组出射的各束光线相互平行，从所述两组反射镜组出射的各束光线同向且相互平行；所述两组激光器组在各自出射光线组成的光束的截面上的第一投影在第一方向上的第二投影有部分交叠，第一方向为一组激光器组的至少两个激光器中心的连线方向；每组激光器组直线排布，并且所述两组激光器组同向错位设置，所述两组激光器组同向错位设置具体为：两组激光器组分别所在的两条直线位于激光器的出光方向上的同一截面，且在一组激光器组中，相邻激光器间隔设置，并且另一组激光器组中，相邻激光器也间隔设置，两组激光器组沿各自所在直线相互错开并咬合；或者，两组激光器组分别所在的两条直线位于激光器的出光方向上的不同截面，且在一组激光器组中，相邻激光器间隔设置，并且另一组激光器组中，相邻激光器也间隔设置，两组激光器组在各自出光方向上的投影沿各自所在直线相互错开并咬合。...

【技术特征摘要】
1.一种激光光源，其特征在于，包括：两组激光器组，每组激光器组包括至少两个激光器，每组激光器组产生的各束光线同向且平行；与所述激光器组对应的两组反射镜组，至少一组反射镜组包括至少两个反射镜，反射镜设置在与其对应的激光器的光轴上，且所述反射镜的高度等于入射于其上的光线的光斑的高度，所述反射镜的高度为反射镜的底部到顶部的距离，所述光斑的高度为光斑的底部到顶部的距离；所述反射镜组反射与其对应的激光器组产生的各束光线，使从该反射镜组出射的该各束光线间的间距小于入射到该反射镜组的各束光线间的间距；从所述两组激光器组出射的各束光线相互平行，从所述两组反射镜组出射的各束光线同向且相互平行；所述两组激光器组在各自出射光线组成的光束的截面上的第一投影在第一方向上的第二投影有部分交叠，第一方向为一组激光器组的至少两个激光器中心的连线方向；所述两组激光器组中，组间激光器产生的相邻束光线被反射镜反射后所形成的光斑在第二方向上邻接，第二方向为同时平行于该反射镜的入射光束的截面与出射光束的截面的方向；每组激光器组的激光器沿直线排布，并且所述两组激光器组同向错位设置，所述两组激光器组同向错位设置具体为：两组激光器组的激光器分别所在的两条直线位于激光器的出光方向上的同一截面，且在一组激光器组中，相邻激光器间隔设置，并且另一组激光器组中，相邻激光器也间隔设置，两组激光器组沿其激光器各自所在直线相互错开并咬合；或者，两组激光器组的激光器分别所在的两条直线位于激光器的出光方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡飞，杨佳翼，
申请(专利权)人：深圳市光峰光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44