准直半导体激光器快轴光束的折反射柱透镜及其制造方法技术

一种准直半导体激光器快轴光束的折反射柱透镜及其制造方法。透镜的前表面分为两个部分，第一部分为非球面折射结构，用于准直发散角较小的光束，第二部分为折反射结构，用于准直发散角较大的光束，其中反射面满足全内反射条件；透镜的后表面为平面。不仅可将半导体激光器的出射光束全部收集，而且准直后的光束以近乎０°入射角从折反射柱透镜后表面出射，大大地提高了光学效率。透镜采用塑胶或玻璃材料制作，可采用注塑法等一次成型工艺制作完成。具有设计简单、结构紧凑、成本低廉、可大规模制造、调节方便等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术适用于半导体激光器光束整形领域，特别涉及一种准直半导体激光器快轴 光束的柱透镜及其制造方法。
技术介绍
半导体激光器(Laser Diode，简称LD)输出光束的主要特点是在水平方向(习惯 称作“慢轴”)光束发散角小(约8-10度，FWHM)、发光区厚(条阵约1cm)；在垂直方向(习 惯称作“快轴”)光束发散角大(约36-40度，FWHM)、发光区薄(约1 μ m)。由于半导体激 光器发散角较大，因此在实际应用之前对其进行准直是必须的。由于半导体激光器的快慢轴发散角不一致、且束腰位置也不一致，因此在精密 整形中常常把半导体激光器的快慢轴分别准直。慢轴方向发散角较小，因此可采用数值 孔径较小(比如NA ^ 0. 1)的微透镜准直(对于条阵和面阵LD，一般采用微透镜阵列 准直)。对于快轴方向，由于发散角较大，因此需要一块高折射率材料制作的、大数值孔 径(比如NA>0.7)的柱透镜实现发散角的压缩。从设计层面上讲，这种大数值孔径的 柱透镜由于孔径角较大，因此透镜的球差校正困难，需要采用昂贵的高折射率材料(比如 OHARA玻璃库中的TIH-53，折射率约1. 83)、非球面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种准直半导体激光器快轴光束的折反射柱透镜，由前表面和后表面所构成，其特征在于：所述的后表面为平面结构，所述的前表面由非球面、折射面和全反射面所构成，且：（１）非球面面型Ｒ（ｙ，ｚ）上：光线与透镜光轴之间的夹角θ（即孔径角）、第ｉ个采样点的表面切角β↓［Ｒｉ］和透镜材料折射率ｎ之间的关系式（一）为：ｓｉｎ（θ＋β↓［Ｒｉ］）＝ｎ．ｓｉｎ（β↓［Ｒｉ］）；第ｉ个采样点的表面切角β↓［Ｒｉ］与非球面面型坐标Ｒ（ｙ，ｚ）的关系式（二）为：ｔａｎβ↓［Ｒｉ］＝ｄｚ／ｄｙ≈（ｚ↓［ｉ］－ｚ↓［ｉ－１］）／（ｙ↓［ｉ］－ｙ↓［ｉ－１］）；（２）折射面面型为平面结构，折射面与透镜光轴之间的夹角θ↓［ｃ］＞０...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑国兴，李松，周辉，杨晋陵，石岩，马跃，高俊玲，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]