一种半导体激光器光路整形方法及相关装置制造方法及图纸

本申请公开了一种半导体激光器光路整形方法及相关装置，方法包括：通过第一预置等腰直角棱镜将预置激光器阵列的激光聚合成第一预置宽度的带状光束；将带状光束通过投影成像系统进行预置比例缩束，得到第二预置宽度的目标光束；通过在目标光束的垂直方向上设置的单块柱面透镜将目标光束准直，并成像至预置晶体的中心，目标光束的焦深大于晶体沿目标光束方向的尺寸。本申请解决了现有技术对激光器的光路进行整形对柱面透镜的需求量太大，而大尺寸的柱面透镜的加工和检测难度系数大，导致成本偏高的技术问题。

An optical path shaping method and related device for semiconductor laser

【技术实现步骤摘要】
一种半导体激光器光路整形方法及相关装置
本申请涉及光学设计和半导体激光器领域，尤其涉及一种半导体激光器光路整形方法及相关装置。
技术介绍
板条激光放大器为了增强激光晶体的散热效果、获取更多的激光功率并保持激光器输出的激光具有优良的光束质量，需要把增益晶体设计成薄的长条形状，同时为了有效地利用晶体的增益区域，需要将泵浦激光器输出的光斑整形成长条形以达到模式的匹配。现有的方案多是使用柱面透镜组对水平和竖直方向的光斑分别进行整形，从而实现将光斑整形成所需要的尺寸；或者利用柱面透镜和球面透镜结合的方式对光束进行整形，但是这些方法中对柱面透镜的数量需求较大，且依赖性较强，但是，大尺寸的柱面透镜的加工和检测的难度系数较大，且所需的成本也较高。
技术实现思路
本申请提供了一种半导体激光器光路整形方法及相关装置，用于解决现有技术对激光器的光路进行整形对柱面透镜的需求量太大，而大尺寸的柱面透镜的加工和检测难度系数大，导致成本偏高的技术问题。有鉴于此，本申请第一方面提供了一种半导体激光器光路整形方法，包括：通过第一预置等腰直角棱镜将预置激光器阵列的激光聚合成第一预置宽度的带状光束；将所述带状光束通过投影成像系统进行预置比例缩束，得到第二预置宽度的目标光束，所述第二预置宽度小于所述第一预置宽度，所述投影成像系统包括球面透镜的双远心投影成像系统；通过在所述目标光束的垂直方向上设置的单块柱面透镜将所述目标光束准直，并成像至预置晶体的中心，所述目标光束的焦深大于所述晶体沿所述目标光束方向的尺寸。优选地，所述通过第一预置直角棱镜将预置激光器阵列的激光聚合成第一预置宽度的带状光束，之前还包括：采用微透镜阵列对所述预置激光器输出的激光的慢轴进行准直；采用柱面透镜对所述预置激光器输出的激光的快轴进行准直。优选地，所述通过第一预置等腰直角棱镜将预置激光器阵列的激光聚合成第一预置宽度的带状光束，具体包括：通过至少两个第二预置等腰直角棱镜将预置激光器阵列的激光粗聚合成至少两路第三预置宽度的预置光束，所述第三预置宽度小于所述第一预置宽度；通过所述第一预置等腰直角棱镜将水平对应的两路所述预置光束聚合成所述第一预置宽度的所述带状光束。优选地，所述第一预置等腰直角棱镜的直角边至少为所述预置光束的宽度的倍；相应地，所述第二预置等腰直角棱镜的直角边至少为所述预置激光器阵列输出的激光的宽度的倍。本申请第二方面提供了一种半导体激光器光路整形装置，包括：聚合模块，用于通过第一预置等腰直角棱镜将预置激光器阵列的激光聚合成第一预置宽度的带状光束；缩束模块，用于将所述带状光束通过投影成像系统进行预置比例缩束，得到第二预置宽度的目标光束，所述第二预置宽度小于所述第一预置宽度，所述投影成像系统包括球面透镜的双远心投影成像系统；准直模块，用于通过在所述目标光束的垂直方向上设置的单块柱面透镜将所述目标光束准直，并成像至预置晶体的中心，所述目标光束的焦深大于所述晶体沿所述目标光束方向的尺寸。优选地，还包括：慢轴准直模块，用于采用微透镜阵列对所述预置激光器输出的激光的慢轴进行准直；快轴准直模块，用于采用柱面透镜对所述预置激光器输出的激光的快轴进行准直。优选地，所述聚合模块具体用于：通过至少两个第二预置等腰直角棱镜将预置激光器阵列的激光粗聚合成至少两路第三预置宽度的预置光束，所述第三预置宽度小于所述第一预置宽度；通过所述第一预置等腰直角棱镜将水平对应的两路所述预置光束聚合成所述第一预置宽度的所述带状光束。优选地，所述第一预置等腰直角棱镜的直角边至少为所述预置光束的宽度的倍；相应地，所述第二预置等腰直角棱镜的直角边至少为所述预置激光器阵列输出的激光的宽度的倍。本申请第三方面提供了一种半导体激光器光路整形设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器：所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行第一方面提供的任一项半导体激光器光路整形方法。本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行第一方面提供的任一项半导体激光器光路整形方法。从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：本申请中，提供了一种半导体激光器光路整形方法，包括：通过第一预置等腰直角棱镜将预置激光器阵列的激光聚合成第一预置宽度的带状光束；将带状光束通过投影成像系统进行预置比例缩束，得到第二预置宽度的目标光束，第二预置宽度小于第一预置宽度，投影成像系统包括球面透镜的双远心投影成像系统；通过在目标光束的垂直方向上设置的单块柱面透镜将目标光束准直，并成像至预置晶体的中心，目标光束的焦深大于晶体沿目标光束方向的尺寸。本申请提供的半导体激光器光路整形方法中，通过等腰直角棱镜获取带状光束，这个带状光束具有一定的宽度，是由至少两个光束聚合而来的，便于后续的光束的加工，避免大量光的发散，导致获取的目标光束能量较小；在带状光束的延伸方向上设置球面透镜的双远心投影成像系统，按照实际需求进行一定比例的缩束，就可以得到目标光束，为了避免光路不够平直，加上单片柱面透镜进行准直，确保获取的激光光束的稳定性和可靠性。对光路的整形并未直接涉及到使用柱面透镜，而球面透镜的应用较广，成本较低，且加工精度的检测比较简单，直接降低了光路整形中的成本消耗。因此，本申请提供的半导体激光器光路整形方法解决了现有技术对激光器的光路进行整形对柱面透镜的需求量太大，而大尺寸的柱面透镜的加工和检测难度系数大，导致成本偏高的技术问题。附图说明图1为本申请提供的一种半导体激光器光路整形方法的实施例一的流程示意图；图2为本申请提供的一种半导体激光器光路整形方法的实施例二的流程示意图；图3为本申请实施例提供的带状光束形成过程俯视示意图；图4为本申请实施例提供的带状光束形成过程侧视示意图；图5为本申请实施例提供的激光器光路成像过程侧视示意图；图6为本申请实施例提供的激光器光路成像过程的侧视图；图7为本申请提供的一种半导体激光器光路整形装置的实施例的结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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例，都属于本申请保护的范围。为了便于理解，请参阅图1，本申请提供的一种半导体激光器光路整形方法的实施例一，包括：步骤101、通过第一预置等腰直角棱镜将预置激光器阵列的激光聚合成第一预置宽度的带状光束。需要说明的是，本实施例中从激光器获取到的光并非是多种方向发散的光斑，采用直角棱镜将激本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体激光器光路整形方法，其特征在于，包括：/n通过第一预置等腰直角棱镜将预置激光器阵列的激光聚合成第一预置宽度的带状光束；/n将所述带状光束通过投影成像系统进行预置比例缩束，得到第二预置宽度的目标光束，所述第二预置宽度小于所述第一预置宽度，所述投影成像系统包括球面透镜的双远心投影成像系统；/n通过在所述目标光束的垂直方向上设置的单块柱面透镜将所述目标光束准直，并成像至预置晶体的中心，所述目标光束的焦深大于所述晶体沿所述目标光束方向的尺寸。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体激光器光路整形方法，其特征在于，包括：
通过第一预置等腰直角棱镜将预置激光器阵列的激光聚合成第一预置宽度的带状光束；
将所述带状光束通过投影成像系统进行预置比例缩束，得到第二预置宽度的目标光束，所述第二预置宽度小于所述第一预置宽度，所述投影成像系统包括球面透镜的双远心投影成像系统；
通过在所述目标光束的垂直方向上设置的单块柱面透镜将所述目标光束准直，并成像至预置晶体的中心，所述目标光束的焦深大于所述晶体沿所述目标光束方向的尺寸。


2.根据权利要求1所述的半导体激光器光路整形方法，其特征在于，所述通过第一预置直角棱镜将预置激光器阵列的激光聚合成第一预置宽度的带状光束，之前还包括：
采用微透镜阵列对所述预置激光器输出的激光的慢轴进行准直；
采用柱面透镜对所述预置激光器输出的激光的快轴进行准直。


3.根据权利要求1所述的半导体激光器光路整形方法，其特征在于，所述通过第一预置等腰直角棱镜将预置激光器阵列的激光聚合成第一预置宽度的带状光束，具体包括：
通过至少两个第二预置等腰直角棱镜将预置激光器阵列的激光粗聚合成至少两路第三预置宽度的预置光束，所述第三预置宽度小于所述第一预置宽度；
通过所述第一预置等腰直角棱镜将水平对应的两路所述预置光束聚合成所述第一预置宽度的所述带状光束。


4.根据权利要求3所述的半导体激光器光路整形方法，其特征在于，所述第一预置等腰直角棱镜的直角边至少为所述预置光束的宽度的倍；
相应地，所述第二预置等腰直角棱镜的直角边至少为所述预置激光器阵列输出的激光的宽度的倍。


5.一种半导体激光器光路整形装置，其特征在于，包括：
聚合模块，用于通过第一预置等腰直角棱镜将预置激光器阵列的激光聚合成第一预置宽度的带状光束；
缩束模块，用于将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆俊，陶雄兵，王政，徐俊南，李万朋，赖程飞，
申请(专利权)人：东莞市盛雄激光先进装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44