[发明专利]多光束共用一个光栅进行光谱合束的装置及方法

权利要求书

1.一种多光束共用一个光栅进行光谱合束的装置，其特征在于包括：

两个激光阵列（1,1’）、场镜（2,2’）和光栅（3），其激光阵列（1,1’）为半导体激光器阵列或光纤输出激光器阵列，为多个不同输出波长的激光阵列的组合；场镜（2,2’）为具有消球差、彗差和色差设计的正透镜。

2.根据权利要求1所述的多光束共用一个光栅进行光谱合束的装置，其特征在于：半导体激光器阵列为单个半导体激光器列阵（bar）、或是多个半导体激光器列阵组成的线阵或迭阵；光纤输出激光器阵列是以光纤为输出介质的全固态激光器或光纤激光器，经光纤输出端阵列式排列而成。

3.根据权利要求1或2所述的多光束共用一个光栅进行光谱合束的装置，其特征在于：激光阵列（1,1’）中单元激光（11,12,13和11’,12’,13’）的输出波长与对应的光栅入射角满足光栅方程，并且激光阵列（1）中单元激光（11,12,13）具有相同的衍射角，激光阵列（1’）中单元激光（11’,12’,13’）具有相同的衍射角。

4.根据权利要求1所述的多光束共用一个光栅进行光谱合束的装置，其特征在于：光栅（3）为反射式或透射式光栅，衍射光只存在+1级或只存在-1级，且衍射效率在90%以上。

5.根据权利要求1所述的光束共用一个光栅进行光谱合束的装置，其特征在于：光栅（3）具有高损伤阈值，要求激光连续工作模式下，大于10KW/cm2。

6.一种多光束共用一个光栅进行光谱合束的方法，其特征在于：

由两个相同的激光阵列（1,1’）、场镜（2,2’）和光栅（3）组成的激光阵列（1,1’）关于轴OP对称放置，激光阵列（1,1’）输出的多束传输方向相互平行、波长λ1,λ2,λ3单调变化的单元激光束（11,12,13和11’,12’,13’），经场镜（2,2’）作用后，以不同角度入射到光栅（3）上，并在光栅（3）处光斑空间完全重叠，要求单元光束与对应的入射角满足相同衍射角的光栅方程，然后经光栅作用后，使激光阵列（1）的单元光束在近场和远场相互重合，形成激光束（4），分别实现高亮度激光输出。

7.一种多光束共用一个光栅进行光谱合束的方法，其特征在于：所述的两组相同的激光阵列组合（N1……NN和N1’……NN’）实现共用一个光栅进行光谱合束应用方法为：每一组激光阵列组合（N1……NN）中的单元激光阵列之间的输出单元光束波长各不相同，且均满足光栅方程，并具有相同的衍射角，经过各种的场镜偏折光路后，由光栅作用，使得激光阵列组合（N1……NN）输出激光光束（N），激光阵列组合（N1’……NN’）输出激光束（N’）。