一种激光器合束准直装置、光固化3D打印装置及投影仪制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种激光器合束准直装置，包括多个单管LD激光器，多个准直透镜、多个反射镜、快轴放大准直柱透镜组，所述多个准直透镜使各激光束形成以快轴方向为长轴、以慢轴方向为短轴的椭圆形光斑，各反射镜经错位布置以使各激光束沿慢轴方向错开排列且排列间隙比各单管LD激光器的排列间隙缩小，从而各激光束的光斑共同组成一个沿慢轴方向为长边而沿快轴方向为短边的长方形光斑，再由快轴放大准直柱透镜组整形为沿慢轴方向的长边不变而沿快轴方向的短边放大的类正方形或正方形光斑。在光固化3D打印及投影仪的照明光源领域使用偏振式图形调制器件调制图形时，本实用新型专利技术装置可提供一种功率大，偏振性好，准直性好，光斑形状好的光源。形状好的光源。形状好的光源。

【技术实现步骤摘要】
一种激光器合束准直装置、光固化3D打印装置及投影仪


[0001]本技术涉及光固化3D(three
‑
dimensional，三维)打印及投影仪的照明光源
，特别是涉及一种激光器合束准直装置、光固化3D打印装置及投影仪。

技术介绍

[0002]在光固化3D打印及投影仪领域中，若采用投影图形的偏振调制方式，照明光源需先经过偏振分光镜，变成偏振光才能被面调制芯片做图形调制，测试自然偏振光会被偏振分光镜滤掉一半功率，也就形成了能量损失。例如通常在DLP(Digital Light Processing，数字光处理)投影仪中采用的LED光源属于非偏振光源，所发出的光经过偏振分光棱镜时，会损失掉一半光功率，从而降低光源的能量利用率。而LD(Laser Diode，激光二极管)激光器所发出的光为线偏振光，只要调整好LD激光器的角度即可以接近100％的光源能量透过偏振分光棱镜，用于调控偏振方向的调制器件做图形调制。
[0003]而常规紫外LD激光器单管功率小，不足以满足光固化3D打印以及其他方式的3D打印对光功率的需要，且现有的LD激光器合束的准直性较差，光斑形状也不好。对于常规光纤耦合光源来说，LD激光器经过空间合束之后又耦合进光纤，偏振光在光纤中传播还会影响光的偏振特性。此外，LD激光光束经过光纤之后，光束变成圆形。对于光固化3D打印等应用来说，光斑形状不理想会影响功率分布均匀性。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于解决现有LD激光器功率小、偏振性和准直性较差、光斑形状不好的技术问题，提出一种激光器合束准直装置、光固化3D打印装置及投影仪。
[0005]本技术的技术问题通过以下的技术方案予以解决：
[0006]一种激光器合束准直装置，包括多个单管LD激光器，多个准直透镜、多个反射镜、快轴放大准直柱透镜组，所述多个单管LD激光器的快轴及慢轴方向一致，所述多个准直透镜一一对应地设置在所述多个单管LD激光器的前方，分别用于对各单管LD激光器发出的激光束在快轴方向和慢轴方向同时进行准直，使各激光束形成以快轴方向为长轴、以慢轴方向为短轴的椭圆形光斑，经过准直的各激光束分别由各反射镜反射，各反射镜经错位布置以使各激光束沿慢轴方向错开并等间距排列，且排列间隙比各单管LD激光器的排列间隙缩小，从而各激光束的光斑共同组成一个沿慢轴方向为长边而沿快轴方向为短边的长方形光斑，所述快轴放大准直柱透镜组经设置对所述各激光束进行快轴方向的放大和准直，以将各激光束的光斑组成的长方形光斑整形为沿慢轴方向的长边不变而沿快轴方向的短边放大的类正方形或正方形光斑。
[0007]在一些实施例中，还包括如下技术特征：
[0008]所述快轴放大准直柱透镜组包括沿光束传播方向依次布置的第一柱透镜和第二柱透镜，所述第一柱透镜用于对各激光束进行快轴方向的先聚焦再发散放大，所述第二柱透镜用于对发散放大后的各激光束进行快轴方向的准直。
[0009]所述第一柱透镜和所述第二柱透镜以相互之间的距离可调的方式设置。
[0010]各反射镜经布置以使各激光束以90度角转向。
[0011]所述多个单管LD激光器固定在一个安装块上，所述安装块固定在半导体制冷器上，或安装于水冷散热块上，或固定于风冷散热器上。
[0012]所述多个准直透镜分别通过六自由度调节架安装。
[0013]所述多个反射镜分别通过六自由度调节架安装。
[0014]本技术还提供如下技术方案：
[0015]一种光固化3D打印装置，具有如上所述的激光器合束准直装置。
[0016]一种投影仪，具有如上所述的激光器合束准直装置。
[0017]本技术与现有技术对比的有益效果包括：
[0018]本技术提出的激光器合束准直装置将多个LD激光器进行合束，准直，并通过多个准直透镜一一对应地设置在所述多个单管LD激光器的前方，能够实现通过对LD发出的光束做准直，快慢轴同时得到准直，经过准直的各激光束分别由经错位布置的各反射镜反射，使各激光束沿慢轴方向错开排列且排列间隙比各单管LD激光器的排列间隙缩小，从而各激光束的光斑共同组成一个沿慢轴方向为长边而沿快轴方向为短边的长方形光斑，再利用快轴放大准直柱透镜组对各激光束进行快轴方向的放大和准直，以将各激光束的光斑组成的长方形光斑整形为沿慢轴方向的长边不变而沿快轴方向的短边放大的类正方形或正方形光斑，从而，本技术解决现有LD激光器功率小、偏振性和准直性较差、光斑形状不好的技术问题，满足了光固化3D打印对光功率的需求，特别是在光固化3D打印及投影仪的照明光源领域使用偏振式图形调制器件调制图形时，本技术装置可提供一种功率大，偏振性好，准直性好，光斑形状好的光源。
[0019]与直接将多个LD激光器进行功率合并相比，本技术使合束之后的光斑包络为方形或接近于方形，在整个方形区域内功率分布更加均匀，而且，由于本技术完全是空间光路，没有进行光纤耦合，由于每个LD激光器发出的光都是偏振光，且没有经过光纤传输，因此不会改变它们的偏振方向，所以有利于保持整体光源的偏振特性。
[0020]本技术实施例中的其他有益效果将在下文中进一步述及。
附图说明
[0021]图1是本技术实施例中激光器合束准直装置的照明光路等轴测视图；
[0022]图2是本技术实施例中激光器合束准直装置的照明光路俯视图；
[0023]图3是本技术实施例中激光器合束准直装置的照明光路正视图；
[0024]图4是本技术实施例激光器合束准直装置照明光路中光斑形状变化示意图。
具体实施方式
[0025]以下对本技术的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本技术的范围及其应用。
[0026]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定
作用也可以是用于耦合或连通作用。
[0027]需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0028]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0029]参阅图1至图4，本实用新本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光器合束准直装置，其特征在于，包括多个单管LD激光器，多个准直透镜、多个反射镜以及快轴放大准直柱透镜组，所述多个单管LD激光器的快轴及慢轴方向一致，所述多个准直透镜一一对应地设置在所述多个单管LD激光器的前方，分别用于对各单管LD激光器发出的激光束在快轴方向和慢轴方向同时进行准直，使各激光束形成以快轴方向为长轴、以慢轴方向为短轴的椭圆形光斑，经过准直的各激光束分别由各反射镜反射，各反射镜经错位布置以使各激光束沿慢轴方向错开并等间距排列，且排列间隙比各单管LD激光器的排列间隙缩小，从而各激光束的光斑共同组成一个沿慢轴方向为长边而沿快轴方向为短边的长方形光斑，所述快轴放大准直柱透镜组经设置对所述各激光束进行快轴方向的放大和准直，以将各激光束的光斑组成的长方形光斑整形为沿慢轴方向的长边不变而沿快轴方向的短边放大的正方形光斑。2.如权利要求1所述的激光器合束准直装置，其特征在于，所述快轴放大准直柱透镜组包括沿光束传播方向依次布置的第一柱透镜和第二柱透镜，所述第一柱透镜用于对各激光束...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘新昌，马建立，赵淑平，
申请(专利权)人：深圳光韵达光电科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：