光束整形装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种光束整形装置，包括光源、依次远离光源并设置于光源的出射光路上的第一透镜阵列、第二透镜阵列、光束整形器、光束聚焦器和第一光纤，光源包括多个阵列设置的半导体激光器，第一透镜阵列包括多个阵列设置的第一透镜，第一透镜与半导体激光器一一正对对应，第二透镜包括多个阵列设置的第二透镜，第二透镜与第一透镜一一正对对应；光源位于第一透镜阵列的前焦平面，第一透镜阵列的后焦平面与第二透镜阵列的前焦平面重合。第一透镜阵列对光源在快轴方向上的光进行准直，第二透镜阵列对光源在慢轴方向上的光进行准直，通过对光源在慢轴方向上的光进行准直，减少了由于慢轴方向上的发散在侧面引起的损耗，从而提高了整形效率。

Beam shaping device

The utility model provides a beam shaping device, which comprises a light source, turn away from the light source is arranged in the light emitting light on the first lens array and the second lens array, beam shaper, beam focusing device and the first optical fiber, light source comprises a semiconductor laser array of a plurality of sets, the first lens array includes a first lens array of a plurality of the first lens and the semiconductor laser is corresponding to one, the second lens includes a second lens array of a plurality of sets, the second lens and the first lens is one-to-one correspondence; source is the first lens array before the focal plane, the focal plane coincide after focal plane and the second lens array the first lens array. The first lens array for collimating light source in the fast axis direction of the light, the second lens array for collimating light source in the slow axis of the light through the collimation of light in the slow axis of the light, reducing the loss due to divergence in the slow axis of the side caused, and to improve the efficiency of plastic.

【技术实现步骤摘要】
光束整形装置
本技术涉及半导体激光器
，尤其涉及一种光束整形装置。
技术介绍
半导体激光器以其体积小、重量轻、电压低、功率大等特点被广泛应用在第一光纤通信、光电集成、光盘存储、泵浦光源、大气环境检测、痕量有毒气体分析及分子光谱学等与人类生活息息相关的诸多领域。然而，半导体激光器由于其特殊的工作原理，其光束质量在垂直与平行于P-N结的两个方向上相差很大，通常把垂直于P-N结的方向称为快轴方向，平行于P-N结的方向称为慢轴方向。快轴方向上的光束发散角大，慢轴方向上的光束发散角小。正是由于这两个方向的光束质量的极不均衡性使半导体激光器应用时比较困难，在实际应用(如光纤耦合)时需要对其光束进行整形，形成小芯径、小数值孔径的高亮度的光纤耦合半导体激光输出。如果仅仅采用普通的微透镜阵列的光束整形系统将导致准直光斑直径较小、发散角较大、工作距离较短，光束得不到充分利用，而且，在传输过程中光能量损失较多，光束质量不佳。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提出一种光束整形装置，能够避免激光在整形过程中的能量的损失和损耗，提高光束质量和整形效率。本技术提出的具体技术方案为：提供一种光束整形装置，所述光束整形装置包括光源、依次远离所述光源并设置于所述光源的出射光路上的第一透镜阵列、第二透镜阵列、光束整形器、光束聚焦器和第一光纤，所述光源包括多个阵列设置的半导体激光器，所述第一透镜阵列包括多个阵列设置的第一透镜，所述第一透镜与所述半导体激光器一一正对对应，所述第二透镜包括多个阵列设置的第二透镜，所述第二透镜与所述第一透镜一一正对对应；所述光源位于所述第一透镜阵列的前焦平面，所述第一透镜阵列的后焦平面与所述第二透镜阵列的前焦平面重合。进一步地，所述光束整形器包括依次远离所述光源设置于所述出射光路上的光束分割组件、光束重排组件及平衡组件。进一步地，所述光束分割组件包括沿第一方向直线排列的至少两个平行四边形板，每相邻两个所述平行四边形板在第二方向上相互错开，所述第一方向与所述第二方向垂直，所述第一方向、所述第二方向均与所述出射光路垂直。进一步地，所述光束重排组件包括棱镜阵列，所述棱镜阵列包括沿所述第二方向直线排列的多个棱镜，所述多个棱镜的入光面与所述平行四边形板的出光面平行，所述棱镜的个数等于所述平行四边形板的个数与所述半导体激光器的个数的乘积。进一步地，所述平衡组件包括第一直角棱镜和第二直角棱镜，所述第一直角棱镜的入光面与所述多个棱镜的出光面平行。进一步地，所述光束聚焦器包括依次远离所述光源并设置于所述出射光路上的第三透镜、光阑、第四透镜及第五透镜。进一步地，所述第三透镜为凹透镜，所述第四透镜和所述第五透镜均为凸透镜，所述光阑位于所述第四透镜的前焦平面。进一步地，所述光束整形装置还包括设置于所述出射光路上的滤波器，所述滤波器位于所述光束聚焦器与所述第一光纤之间。进一步地，所述滤波器包括毛细管、遮光膜及第二光纤，所述遮光膜覆盖于所述毛细管朝向所述光源的一面和背离所述光源的一面，所述第二光纤沿所述出射光路贯穿所述遮光膜和所述毛细管。进一步地，所述光束整形装置还包括设置于所述滤波器与所述第一光纤之间的光束准直器。进一步地，所述光束准直器包括依次远离所述光源并设置于所述出射光路上的第六透镜、第七透镜，所述滤波器位于所述第六透镜的前焦平面，所述第六透镜位于所述第七透镜的前焦平面。本技术提供的光束整形装置包括第一透镜阵列、第二透镜阵列、光束整形器和光束聚焦器，所述第一透镜阵列对所述光源在快轴方向上的光进行准直，所述第二透镜阵列对所述光源在慢轴方向上的光进行准直，通过对所述光源在慢轴方向上的光进行准直，减少了由于慢轴方向上的发散在侧面引起的损耗，从而提高了整形效率。附图说明通过结合附图进行的以下描述，本技术的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：图1为光束整形装置的结构示意图；图2为光束分割组件和光束重排组件的结构示意图；图3为光束整形器的俯视图；图4为光束聚焦器的结构示意图；图5为滤波器的结构示意图。具体实施方式以下，将参照附图来详细描述本技术的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本技术，并且本技术不应该被解释为局限于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本技术的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本技术的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。参照图1，本实施例提供的光束整形装置包括光源1、依次远离光源1并设置于光源1的出射光路(如图1中x方向)上的第一透镜阵列2、第二透镜阵列3、光束整形器4、光束聚焦器5和第一光纤6。光源1包括多个阵列设置的半导体激光器11，第一透镜阵列2包括多个阵列设置的第一透镜21，第一透镜21与半导体激光器11一一正对对应。第二透镜3包括多个阵列设置的第二透镜31，第二透镜31与第一透镜21一一正对对应。光源1位于第一透镜阵列2的前焦平面，第一透镜阵列2的后焦平面与第二透镜阵列3的前焦平面重合。本实施例中第一透镜阵列2的前焦平面指的是位于第一透镜阵列2朝向光源1的一侧且与第一透镜阵列2的距离等于第一透镜21的焦距的平面，反之，第一透镜阵列2的后焦平面指的是位于第一透镜阵列2背离光源1的一侧且与第一透镜阵列2的距离等于第一透镜21的焦距的平面，同理，第二透镜阵列3的前焦平面指的是位于第二透镜阵列3朝向光源1的一侧且与第二透镜阵列3的距离等于第二透镜31的焦距的平面。第一透镜21和第二透镜31均为柱面透镜，第一透镜21对光源1在快轴方向上的光束进行准直，第二透镜31对光源1在慢轴方向上的光束进行准直。第一透镜21的尺寸与第二透镜31的尺寸不同，优选的，第一透镜21为微透镜即微柱面透镜。光源1发出的光束入射到第一透镜阵列2，第一透镜阵列2对光源1在快轴方向上的光束进行准直，经过第一透镜阵列2准直后的光束入射到第二透镜阵列3上，第二透镜阵列3对光源1在慢轴方向上的光束进行准直，经过第二透镜阵列3准直后的光束依次经过光束整形器4、光束聚焦器5后耦合进第一光纤6中。其中，光束整形器4用于对准直后的光束进行分割和重排，光束聚焦器5用于对重排后的光束进行聚焦并将聚焦后的光束耦合进第一光纤6中。本实施例中的第一光纤6为多模光纤，用于传输多模激光。参照图2，光束整形器4包括依次远离光源1设置于出射光路上的光束分割组件41、光束重排组件42及平衡组件43。光束分割组件41用于对经过第二透镜阵列3准直后的光束进行分割，光束重排组件42用于对经过光束分割组件41分割后的光束进行重排，平衡组件43用于对重排后的光束的发散角进行调整。本实施例中的光束分割组件41包括沿第一方向(如图1中y方向)直线排列的至少两个平行四边板10，每相邻两个平行四边形板10在第二方向(如图1中z方向)上相互错开，第一方向与第二方向相互垂直且第一方向、第二方向均与出射光路垂直。其中，平行四边形板10沿y轴方向的两个面的相邻两斜边之间的夹角等于45°。平行四边形板10与第二透镜阵列3正对的面为其入光面，背离第二透镜阵列3的面为其出光面。光束重排组件42包括棱镜阵列，其中，棱镜阵列包括沿第二方向(如图1中z方向)直线排列的多个棱镜20，棱镜20的个数等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光束整形装置，其特征在于，包括光源、依次远离所述光源并设置于所述光源的出射光路上的第一透镜阵列、第二透镜阵列、光束整形器、光束聚焦器和第一光纤，所述光源包括多个阵列设置的半导体激光器，所述第一透镜阵列包括多个阵列设置的第一透镜，所述第一透镜与所述半导体激光器一一正对对应，所述第二透镜包括多个阵列设置的第二透镜，所述第二透镜与所述第一透镜一一正对对应；所述光源位于所述第一透镜阵列的前焦平面，所述第一透镜阵列的后焦平面与所述第二透镜阵列的前焦平面重合。

【技术特征摘要】
1.一种光束整形装置，其特征在于，包括光源、依次远离所述光源并设置于所述光源的出射光路上的第一透镜阵列、第二透镜阵列、光束整形器、光束聚焦器和第一光纤，所述光源包括多个阵列设置的半导体激光器，所述第一透镜阵列包括多个阵列设置的第一透镜，所述第一透镜与所述半导体激光器一一正对对应，所述第二透镜包括多个阵列设置的第二透镜，所述第二透镜与所述第一透镜一一正对对应；所述光源位于所述第一透镜阵列的前焦平面，所述第一透镜阵列的后焦平面与所述第二透镜阵列的前焦平面重合。2.根据权利要求1所述的光束整形装置，其特征在于，所述光束整形器包括依次远离所述光源设置于所述出射光路上的光束分割组件、光束重排组件及平衡组件。3.根据权利要求2所述的光束整形装置，其特征在于，所述光束分割组件包括沿第一方向直线排列的至少两个平行四边形板，每相邻两个所述平行四边形板在第二方向上相互错开，所述第一方向与所述第二方向垂直，所述第一方向、所述第二方向均与所述出射光路垂直。4.根据权利要求3所述的光束整形装置，其特征在于，所述光束重排组件包括棱镜阵列，所述棱镜阵列包括沿所述第二方向直线排列的多个棱镜，所述多个棱镜的入光面与所述平行四边形板的出光面平行，所述棱镜的个数等于所述平行四边形板的个数与所述半导体激光器的个数的乘积。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：杨立梅，黄伟，李丰，张巍巍，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：新型
国别省市：江苏,32