[实用新型]激光二极管阵列矩阵的光学传输装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光光学领域，尤其涉及一种激光二极管阵列矩阵的光学传输装置。

背景技术

激光按工作物质分类，可划分为：气体激光、染料激光、固体激光、半导体激光、光纤激光等。激光二极管具有体积小、重量轻、效率高、寿命长和可直接调制等许多特点，越来越受到科研工作者和终端使用者的青睐。激光二极管在某些应用领域，如激光熔覆、激光淬火、激光硬化等，可以直接应用其光源，同时，直接以激光二极管为光源的加工设备也逐步增加。在固体激光泵浦源方面，以激光二极管为泵浦源的固体激光正逐步取代以传统氙灯为泵浦源的固体激光。

由于实际应用对激光功率要求的提高，单管的激光二极管已无法满足应用要求；激光二极管阵列（array）或激光二极管堆栈（stack）则成了最终选择。激光二极管堆栈由于成本高、整形耦合技术相对困难等因素，在实际应用上较少采用。激光二极管阵列则由于成本低廉、整形技术成熟等因素而受到广泛使用。

激光二极管阵列一般由8-20个激光二极管发射单元排成一排组成。单管的激光二极管光束存在很大的非对称性，具有很大的像散。其发光面积一般为1×50μm²—1×400μm²，其快轴全角发散角一般在40°左右，慢轴全角发散角在10°左右。激光二极管阵列的发光面积一般为1μm×1cm（或以上），为达到使用要求，必须对激光二极管阵列进行光束整形，即借助微光学元件对激光二极管阵列的光束进行分割、旋转、重排。到目前为止，已出现多种对激光二极管阵列进行光束整形的技术及相应的专利，如：光纤转换器整形、渐变折射率透镜阵列整形、多棱镜阵列整形、双反射镜整形、阶梯反射镜整形、45度倾斜柱透镜阵列旋转整形、棱镜组折反射光束整形等技术。

在现有的对激光二极管阵列矩阵进行空间耦合的技术中，大多采用激光二极管阵列阶梯分布技术，即将激光二极管阵列分布在阶梯状的底板上，然后对每个激光二极管阵列进行光束整形，最后用聚焦镜耦合聚焦。该技术虽然结构简单，但仍然存在结构不紧凑、空间耦合不均匀的缺点。

因此，改进现在激光二极管阵列矩阵的结构及空间耦合技术是目前需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种激光二极管阵列矩阵的光学传输装置，该装置具有结构紧凑、耦合效率高等优点。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种激光二极管阵列矩阵的光学传输装置，包括：

激光二极管阵列模块矩阵，由若干个激光二极管阵列模块在水平面上排列成矩阵形式；

反射镜矩阵，与激光二极管阵列模块矩阵对应，放置于每个激光二极管阵列模块的传输光路上，用于反射该模块所发出的激光束；

公共反射镜组，包含数量与激光二极管阵列模块矩阵的行数相同的公共反射镜，分布在不同的列上，分别反射每行激光二极管阵列模块经对应反射镜反射后的激光束；

聚焦镜，用于接收经公共反射镜组反射后的激光束；

传输光纤，用于接收经聚焦镜耦合后的激光束。

优选地，所述激光二极管阵列模块包括激光二极管阵列、快轴准直器以及慢轴准直器。

优选地，所述反射镜矩阵在矩阵的行方向上高度一致，并上仰相同的角度，上仰的角度在1-3度之间。

优选地，反射镜矩阵中反射镜与入射光呈45度角放置，所述反射镜的入射面上均镀有对激光二极管波长45度入射高反的介质膜。

优选地，所述公共反射镜均下俯相同的角度，下俯的角度在1-4度之间。

优选地，每个公共反射镜与入射光呈45度角放置，所述公共反射镜的入射面上均镀有对激光二极管波长45度入射高反的介质膜。

优选地，所述聚焦镜的入射面和出光面镀有对激光二极管波长高透的介质膜。

优选地，所述传输光纤为阶跃光纤，光纤芯径为0.6毫米。

本实用新型提供了一种激光二极管阵列矩阵的光学传输装置，该装置包括激光二极管阵列模块矩阵、反射镜矩阵、公共反射镜组、聚焦镜和传输光纤，通过对激光二极管阵列的光束整形和传输，可以将激光二极管阵列矩阵发出的光束耦合进传输光纤。该光学装置具有结构紧凑、耦合效率高等优点。

附图说明

图1是依照本实用新型一个实施例，激光二极管阵列矩阵的光学传输装置的示意图。

图2是图1中激光二极管阵列模块的示意图。

图3是图1中反射镜上仰一定角度反射激光束的示意图。

图4是图1中公共反射镜下俯一定角度反射激光束的示意图。

图5是图1中激光二极管阵列激光入射到聚焦镜上的光斑分布示意图。

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