激光装置制造方法及图纸

本发明专利技术激光装置，包括边发射半导体激光芯片，边发射半导体激光芯片包括长条形发光区，发光区平行结平面方向为慢轴，垂直结平面方向为快轴，快轴的发光角度大于慢轴，快轴的发光半角为A，还包括导光棒，导光棒设置在边发射半导体激光芯片发光区一侧，导光棒一个端面与发光区相面对，该端面用于接收发光区发出的激光，导光棒的数值孔径Na满足条件Na＞sin(A)，激光进入导光棒后在其内部反射并传播；该发明专利技术的导光棒一端收集边发射半导体激光芯片发出的激光，收集进入导光棒的激光经过数次反射和角度扭转后，从导光棒另一端出射，出射的激光得到理想的圆周对称的面分部。该激光装置体积小、加工制造成本低，安装过程中调试、校对简单，便于推广和应用。便于推广和应用。便于推广和应用。

【技术实现步骤摘要】
激光装置


[0001]本专利技术涉及激光装置
具体地说，是涉及将边发射半导体激光芯片发射的发散激光收集后出射的装置。

技术介绍

[0002]随着激光照明技术的发展，激光装置的需求及应用越来越广泛。边发射半导体激光芯片发射的激光平行结平面为慢轴，垂直结平面为快轴，快轴的发光角度大于慢轴。快轴和慢轴发光角度的不同，导致边发射半导体激光芯片发出的激光光束为发散的长条形光束，这使得边发射半导体激光芯片在激光装置的应用率不高，尤其是在照明领域中激光装置必须对快轴和慢轴的角分布进行调整。
[0003]现有的激光装置调整上述角分布所采用的技术普遍结构复杂、体积大、成品率低、推广应用困难。如专利公开号CN104991347A公开了一种基于微透镜阵列的激光整形照明器，其包括了准直系统、微透镜阵列组及扩束系统，该专利需要准直系统、微透镜阵列组及扩束系统相配合，该专利的结构复杂、装配过程中校准困难、而且体积大、推广应用难度高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述传统技术的不足之处，针对现有技术的不足，专利技术一种具有调整边发射半导体激光芯片所发射的激光光束快轴和慢轴角分布功能的激光装置。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术措施来达到的：激光装置，包括边发射半导体激光芯片，所述边发射半导体激光芯片包括长条形发光区，发光区平行结平面方向为慢轴，垂直结平面方向为快轴，快轴的发光角度大于慢轴，所述快轴的发光半角为A，还包括导光棒，所述导光棒设置在边发射半导体激光芯片发光区一侧，所述导光棒一个端面与发光区相面对，该端面用于接收发光区发出的激光，所述导光棒的数值孔径Na满足条件Na＞sin(A)，激光进入导光棒后在其内部反射并传播；所述发光区的长度为L，导光棒为端面直径为D的圆形或长轴长度为D的椭圆形，导光棒的长度为T，其中，L<D≤5L，T≥3nD，其中n是导光棒的折射率。
[0006]作为上述技术方案的一种改进：所述导光棒长度满足D≤2L。
[0007]作为上述技术方案的一种改进：所述导光棒与发光区相面对的端面与发光区之间的距离为S，所述S＜(D/2)/tan(A)。
[0008]由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本专利技术的优点是：该专利技术的导光棒一端收集边发射半导体激光芯片发出的激光，收集进入导光棒的激光经过数次反射和角度扭转后，从导光棒另一端出射，出射的激光得到理想的圆周对称的面分部。该激光装置体积小、加工制造成本低，安装过程中调试、校对简单，便于推广和应用。
[0009]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明。
附图说明
[0010]附图1是激光装置的一种实施方式的主视图。
[0011]附图2是导光棒长度与扭转关系图。
[0012]附图3是导光棒内反射角a和导光棒与发光区距离T的示意图。
[0013]附图4是激光装置的另一种实施方式的剖视图。
[0014]附图5是激光装置的另一种实施方式的剖视图。
[0015]附图6是图5的俯视图。
[0016]附图7是导光棒定位座与边发射半导体激光芯片、导光棒的结构示意图。
[0017]附图8是图7的A-A视图。
[0018]附图9是激光装置的另一种实施方式的剖视图。
[0019]附图10是激光装置的另一种实施方式的主视图。
具体实施方式
[0020]实施例1：如附图1所示，激光装置，包括边发射半导体激光芯片113，边发射半导体激光芯片113包括用于发射激光的长条形发光区，长条形发光区发出激光121。激光121平行于发光区结平面的方向称为慢轴，垂直于发光区结平面的方向称为快轴。其中，快轴方向的发光角度大于慢轴，激光121快轴方向的发光半角为A。由于边发射半导体激光芯片113快轴和慢轴方向的发光角不同，导致该激光装置应用在照明
中的时候，需要对发光区发射的激光121在快轴方向和慢轴方向进行调整。使该激光装置形成适于照明
所需要的圆形光斑。
[0021]边发射半导体激光芯片113发光区的一侧设置有导光棒112，发光区与导光棒112其中一个端面相对设置。该端面用于收集发光区发出的激光121，收集后的激光121沿着导光棒112的长度方向传输。其中，激光121在导光棒112内壁不断反射，最终从导光棒112另一个端面射出。激光121从导光棒112出射后形成激光束122。为了避免入射激光121在导光棒112内壁发生折射，出现漏光的现象，导光棒112的数值孔径Na＞sin（A）。
[0022]边发射半导体激光芯片113的长条形发光区的长度为L，导光棒112端面为圆形或椭圆形。当导光棒112端面为圆形的时候，圆形端面的直径为D，当导光棒112端面为椭圆形的时候，椭圆形长轴的长度为D。导光棒112的长度为T，导光棒112的折射率是n。
[0023]图2表示了在导光棒112横截面内激光121的传输和反射情况。在图2中113a为发光区，快轴方向的发散角度显著大于慢轴方向的发散角度。发光区113a的水平方向上（快轴方向）传输的激光121，在导光棒112内壁反射过程中会逐渐被反射扭转成沿慢轴方向传输。而在图2中竖直方向上（慢轴方向上），发光角度很小，发光都集中在导光棒112横截面中心附近。对于慢轴方向来说，需要经过很长的距离才能入射于导光棒112内壁。慢轴方向的激光121即使入射于导光棒112内壁，反射后扭转角度也很小，可以忽略这种激光121的角度扭转。
[0024]以几条典型的激光121a~121c举例说明。激光121a从接近于导光棒112横截面中心的位置出射。激光121a经过三次反射后才会从快轴方向扭转到接近慢轴的方向，激光121a被扭转的难度大。激光121b从远离导光棒112横截面中心的位置出射，具体来说是从导光棒112半径的一半的位置出射。激光121b经过两次反射后从快轴的方向扭转到慢轴的方向。激
光121c从接近导光棒112边缘的位置出射。激光121c只需要一次反射就可以从快轴的方向扭转到慢轴的方向。由图2可知，导光棒112对入射位置不同的激光121的角度扭转作用是不同的。可以看出，发光区发射激光121越靠近导光棒112截面中心，每次反射所扭转的角度就越小，扭转到慢轴方向时需要反射的次数越多。
[0025]综上所述，可以通过将沿快轴出射的光线在导光棒112内快速的扭转到沿慢轴出射，使得沿快轴和沿慢轴两个方向的发光角度接近，从而实现圆形光斑。而发光区的长度L接近导光棒112截面直径D的时候，就会出现较多的如图2中121b和121c这样的从远离导光棒112截面中心的位置出射并在导光棒112内部反射传播的光线，此时发光区发出的激光121的角度扭转效果最明显，即沿快轴出射的光线更容易被扭转到沿慢轴方向出射。这样，扭转所需要的激光121在导光棒112内的反射次数最少，因此所需要的导光棒112的长度最短。
[0026]申请人经过若干组实验，实验过程中以横截面为圆形的导光棒112为例。本实验过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.激光装置，包括边发射半导体激光芯片，所述边发射半导体激光芯片包括长条形发光区，发光区平行结平面方向为慢轴，垂直结平面方向为快轴，快轴的发光角度大于慢轴，所述快轴的发光半角为A，其特征在于：还包括导光棒，所述导光棒设置在边发射半导体激光芯片发光区一侧，所述导光棒一个端面与发光区相面对，该端面用于接收发光区发出的激光，所述导光棒的数值孔径Na满足条件Na＞sin(A)，激光进入导光棒后在其内部反射并传播；所述发光区的长度为L，导光棒为端面直径为D的圆形或长轴长度为D的椭圆形，导光棒的长度为T，其中，L<D≤5L，T≥3nD，其中n是导光棒的折射率。2.根据权利要求1所述的激光装置，其特征在于：所述导光棒长度满足D≤2L。3.根据权利要求1所述的激光装置，其特征在于：所述导光棒与发光区相面对的端面与发光区之间的距离为S，所述S＜(D/2)/tan(A)。4.根据权利要求1或2所述的激光装置，其特征在于：所述导光棒为光纤的芯，芯外包裹有包层。5.根据权利要求1或2所述的激光装置，其特征在于：还包括底板和封装壳体，所述导光棒和边发射半...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨毅，
申请(专利权)人：上海蓝湖照明科技有限公司，
类型：发明
国别省市：