本发明专利技术是关于一种利用不同波长光束组合技术，重新配置多个电磁光束的系统与方法。该重新配置光束包括相对于光束原始输入位置，一或以上的光束个别旋转以及选择性重新定位。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是关于一种激光系统，尤指一种波长光束组合系统与方法。
技术介绍
波长光束组合(Wavelength beam combining, WBC)是一种以激光二极管条、二极管条的堆叠以及其他激光排列于一或二空间维度阵列以调整输出功率与亮度的方法。 波长光束组合(WBC)方法已发展到沿着每一发射极的慢空间维度以及每一发射极的快空间维度组合光束。参阅例子us 6，192，062、US6, 208，679以及US2010/0110556A1。在先前的专利当中，US 6, 192,062以及US 6，208，679，光束组合是沿着阵列空间维度实施的。如此，外部腔体对于激光元件的缺陷更为敏感。并且，当使用广域激光元件时，光谱使用性差。在先前技术US 2010/0110556A1当中，光束组合沿着堆叠空间维度实施。如此，外部腔体对于激光元件的缺陷是较不敏感。此外，由于光束组合沿着堆叠空间维度或近似绕射极限空间维度时，光谱使用性高。然而，主要缺点之一是输出光束质量受限于单一光束组合元件或单一条的光束质量。典型商规用现成(COTS)条有19到49个发射极。一典型具有19个发射极之条仅能耦合到200 u m/0. 22数值口径(NA)的光纤或最多为IOOy m/0. 22数值口径的光纤。这样一个系统的亮度勉强足够应付于一些应用，如工业激光切割薄和厚的金属片，包含不锈钢、软钢、铝以及铜。少量发射极的二极管激光有较好的输出光束质量。然而，相比于标准二极管激光，每单位输出功率更高的成本使其不易利用。先前技术中，假设这些个别发射极预先校准或定位于一位置上，那么组合横越这些空间维度而产生的一输出光束轮廓就是这些预先校准或固定位置的发射极的阵列的结果。本专利技术提出个别的、一空间维度的、二空间维度的以及任意摆放位置发射极于一较好对准导电，以产生一较好的输出光束轮廓。此结果是更加稳固的，且使用多个激光发射极(每条19到49或更高)的商规用二极管激光或堆叠可获得更高的空间亮度。另加的好处于本专利技术细节描述下将更为清晰明白。本专利技术所追求的即为解决所述的问题。
技术实现思路
光学性与机械性方法已发展到选择性旋转和/或选择性重新定位发射的电磁光束于所欲的方向和/或形态于一空间维度或二空间维度阵列中，使其得以用于不同的波长光束组合系统与方法。特别是，这些系统与方法可应用至一发射极，该发射极相对于其他发射极，具有一固定的位置。附图说明图IA是波长光束组合(WBC)方法沿着单一行发射极的阵列空间维度的示意图。图IB是波长光束组合(WBC)方法沿着发射极的二空间维度阵列的阵列空间维度的示意图。图IC是波长光束组合(WBC)方法沿着发射极的二空间维度阵列的堆叠空间维度的示意图。图2是微笑(smile)的影响在波长光束组合(WBC)方法沿着二空间维度阵列二极管激光发射极的堆叠空间维度中的示意图。图3A是波长光束组合(WBC)系统包含一光旋转器选择性旋转一空间维度阵列光 束的示意图。图3B是波长光束组合(WBC)系统包含一光旋转器选择性旋转二空间维度阵列光束的示意图。图3C是波长光束组合(WBC)系统包含一光旋转器选择性定向二空间维度阵列光束的示意图。图3D显示图3C系统有光旋转器或无光旋转器的输出轮廓面。图4A-C显不光旋转器的例子。图5A-C显示放置组合元件以产生一空间维度或二空间维度激光元件的相关方法。图6显示具有空间重新定位元件的波长光束组合(WBC)实施例。图7显示发射极的二空间维度阵列在波长光束组合(WBC)步骤之前重新装配与个别光束旋转在波长光束组合(WBC)步骤之后的一实施例。图8显示慢与快波长光束组合(WBC)的不同。图9A显示于波长光束组合(WBC)之前使用一光旋转器在单一与堆叠阵列配置下的实施例。图9B显示于波长光束组合(WBC)之前使用一光旋转器的另一实施例。图10是单一半导体芯片发射极的说明。主要元件符号说明IOOa外部腔体系统IOOb外部腔体IOOc102 阵列104光束106准直透镜108转换光学仪器110波长光束组合(WBC)空间维度112输入前视图114色散元件116输出稱合器118输出前视图120光束150堆叠202条206准直光学仪器211光束213激光元件300a波长光束组合(WBC)系统 300b腔体300c外部腔体302条305光旋转器306准直透镜307重新定向前视图308转换光学仪器309a光学仪器309b光学仪器312输入前视图314色散元件·316输出耦合器318输出前视图319a输出轮廓319b输出轮廓350 堆叠411a 输入411b 光束417阶梯镜419a圆柱透镜419b圆柱透镜510光学兀件520镜530光学元件540影像545光束550影像560堆叠570阵列575阵列580堆叠585 堆叠600外部腔体波长光束组合602阵列(WBC)系统603空间重新定位元件 606准直透镜608转换光学仪器610波长光束组合(WBC)650 堆叠703空间重新定位步骤 705旋转步骤707重新配置前视图710波长光束组合(WBC)步骤712发射极715 切断721波长光束组合(WBC)前视图1000发射极 1010高度1020 宽度IO3O 高度1040 宽度1050 口径1052光束轮廓具体实施例方式实施例是关于一种可调式激光源领域使用外部腔体以得到高功率与高亮度，尤指一种使用一空间维度与二空间维度激光源的外部腔体光束组合的方法与装置。在一实施例中，外部腔体系统包含一空间维度或二空间维度激光元件、一光学系统、一色散元件以及一部分反射元件。光学系统是一个或一个以上光学元件实行两基本功能的系统。第一功能是沿着光束组合空间维度重叠所有激光元件到色散元件上。第二功能是确保所有元件沿着非光束组合空间维度与输出耦合器正交的传播。需要注意的是确保光学系统尽可能的有较少的损失。如此，这两个功能将可使所有激光元件成为一单一共振腔体。另一实施例中，波长光束组合(WBC)外部腔体系统包含波长稳定一空间维度或二空间维度激光元件、一光学系统以及一色散元件。一空间维度或二空间维度波长稳定激光元件，有特定的波长，能够由不同的装置完成，如具有反馈的激光元件，反馈从波长啁啾体布拉格光栅而来、分布式反馈(DFB)激光元件或分布式布拉格反射器(DBR)激光元件。此光学系统的主要功能是重叠所有光束到色散元件上。当没有外在于该波长稳定激光元件的输出耦合镜时，具有沿着非光束组合空间维度的平行光束就不是那么重要了。实施例更进一步关于一种高功率且/或高亮度多波长外部腔体激光，可从非常低的输出功率到百瓦特，甚至是百万瓦特的输出功率产生重叠或同轴光束。特定来说，实施例指向一种方法与装置，操作自外部腔体系统的激光元件发射的光束并使用波长光束组合(WBC)方法将其组合，用于产生所需的输出轮廓。波长光束组合方法已发展到可组合非对称的光束元件横越其各自的慢或快空间维度。本专利技术的一优点在于提供选择性重新配置输入光束的能力，无论在空间上的或是定向上的，或是两者混合，用于慢轴与快轴波长光束组合(WBC)方法的。另一优点是当与其他输入光束有一固定位置关系时，可选择性重新配置输入光束。 图IA显示一基本波长光束组合(WBC)结构，基于US 6，192，062与US本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈斌，黄罗宾，
申请(专利权)人：泰拉二极管公司，
类型：
国别省市：
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