[实用新型]一种偏折式激光回返光二次利用装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种半导体激光器光源系统的结构设计。

背景技术

目前半导体激光器已广泛应用于泵浦、工业加工、医疗等领域，在半导体激光器的应用过程中，被照射元件表面接收激光时会产生不同程度的回返光。低功率半导体激光器回返光微弱，应用上可进行忽略。大功率的半导体激光器回返光较强，为了避免回返光损伤光源，目前仅采取了回返光的规避措施。但采用规避措施的方式处理回返光属于能量损失，导致整个系统能效比低，未充分考虑回返光的再次利用问题。

实用新型内容

为了提升半导体激光器应用系统的能效比，本实用新型提出一种偏折式激光回返光二次利用装置。

本实用新型的技术方案如下：

一种偏折式激光回返光二次利用装置，包括在激光光源附近设置的棱镜组，在棱镜组的后方并避开激光光源设置有反射组，使得激光光源在被照射元件表面产生的回返光经过棱镜组发生趋向光轴的折射、再入射至反射组，反射组将激光反射后从棱镜组出射至被照射元件表面。

在以上方案的基础上，本实用新型还进一步作了如下优化：

上述激光光源位于棱镜组的后方；具体位置是：激光光源在棱镜组后端面覆盖范围内(即激光光源发出的光经过楔形镜组出射)，或者激光光源在棱镜组的外围。

在反射组与棱镜组之间还设置有透射整形组。在光束质量较好的情况下，无透射整形组，也是可行的。上述透射整形组与所述反射组一一配对，或者一对多(一个透射整形组对应多个反射组组成的阵列)，或者多对一(多个透射整形组组成的阵列对应一个反射组)。

上述棱镜组选用截面为梯形的圆台式棱镜或者截面为三角形的锥形棱镜。

具体的位置、结构匹配设置，可分为以下三种优化模式：

一：激光光源设置在棱镜组后端面覆盖范围内

激光光源和透射整形组以及反射组均处于棱镜组后端面覆盖范围内，其中：

激光光源居中，对应于接收回返光的棱镜组两侧斜面、在激光光源的外围平行设置一组或分布多组透射整形组以及反射组；

或者，激光光源的位置对应于接收回返光的棱镜组的其中一侧斜面，透射整形组以及反射组的位置对应于接收回返光的棱镜组的另一侧斜面，与激光光源平行。

进一步举例：

激光光源可对应于接收回返光的圆台式棱镜的其中一侧斜面且靠近圆台面的位置，在圆台式棱镜后端面对应激光光源出光位置设置有二分之一波片，激光光源发出的激光偏振模式为TE，经过所述二分之一波片后为TM，圆台式棱镜的圆台面上镀有偏振反射膜，能够将该处接收的TM模式的回返光反射回去。

激光光源可居中并对应于接收回返光的圆台式棱镜的圆台面，在该圆台面上镀有反射膜，能够将该处接收的回返光反射回去。

二：激光光源设置在棱镜组外围

在棱镜组后端面覆盖范围内、对应于接收回返光的棱镜组两侧斜面分布多组透射整形组以及反射组；所述激光光源设置于所述多组透射整形组以及反射组整体的外围。

三：对激光光源单独设置镜组

激光光源位于棱镜组的外围，在激光光源前设置有独立的楔形镜组；所述棱镜组至少有一组，每一组棱镜组后方在对应于接收回返光的棱镜组斜面的位置设置一组或者分布多组透射整形组以及反射组。

进一步的，所述棱镜组有多组，在所述激光光源及其楔形镜组的外围环绕分布。

上述反射组根据需要设置可为偏心或非偏心，所述透射整形组选用负镜组或正镜组或棱镜组或阵列镜组；所述反射组的反射面为抛物面、双曲面、椭球面、球面或者其他形式的非球面。具体来说：

考虑到系统体积长度不能过长时，需要将发射组设计为偏心装置，降低系统长度。

当入射光为斜射状态，且无整形组状态下，需要将反射组设计为偏心。

当出射光有一定角度要求时，在不增加整形组的状态下，需要将反射组设计为偏心。

除以上外，均可设计为非偏心状态。

当鱼眼镜组接收广角散射的回返光时，需要正镜组，所述正透镜组在鱼眼镜组后端有一定聚光能力，控制入射到反射面的光束角度，使回返光能匹配反射面的面型。

当鱼眼镜组接受大斜角入射的回返光时，鱼眼镜组后端设置负镜组，使回返束能入射到反射面，并控制入射到反射面的入射角度，使其与反射面面型相匹配。