[发明专利]高亮度二极管输出方法和装置

说明书

用于保持激光发射条输出的亮度的装置和方法具有多个发射器以进行耦合或其它应用。在某些实施方案中，至少一个亮度增强元件可以与光束重整元件组合使用。

分案说明

本申请是申请日为2009年5月7日，申请号为200980116402.5，题为“高亮度二极管输出方法和装置”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

光学系统及其组件可用于保持激光发射条(laser emitter bar)输出光束的亮度。一些实施例可用于高效耦合激光发射条输出光束或其他合适的应用。

背景技术

对于需要光能或者在一些情况下需要激光能量的应用来说，使用固态光源是有利的，例如使用市面上常见性能可靠并且成本相对合算可用的激光二极管作为激光能量源。这种装置可以包括设置在单个激光条中的多个激光发射器，其在同一方向上同时发射激光。此外，可以将多个固态或激光发射条设置成多层结构以产生更高的功率水平。

激光二极管条通常用于通信技术设备、医疗应用或其他应用例如军事应用，其中希望通过它将单个固态发射条或多层结构中的多个发射条中的所有发射器的输出耦合到单个光纤或其他光导管中。典型地，这种固态发射条的发射器在工作期间产生大量热量，因而被彼此间隔设置以实现充分冷却而不需要复杂和昂贵的冷却系统。这种间隔改善了该发射条的冷却效果，但是却导致难以耦合来自多个发射器的输出光束。这些输出光束的耦合需要大量昂贵的光学组件以及一个用于安装这些光学组件的较大区域。

此外，对于一些应用，可以使用光束重整元件(beam reformatting optics)以进一步增强该发射器输出的耦合到预期的装置中。然而，这种光束重整元件会使得该耦合过程更为复杂，并且由于在一个或多个激光发射条的各个发射器的输出光束之间产生间隙而降低了该发射条的整体输出亮度。导致这种情况发生的一个原因是，对于一些光束重整元件来说，经过该光束重整元件的小光束(beamletts)尺寸必须显著小于激光源发射条等的中心之间的间隔。因此，在下游的光学组件中就会发生亮度损失。

需要一种方法和设备，用于在激光发射条的多个发射器的输出被重整后保持该输出的亮度和功率。还需要一种方法和设备，用于耦合使用更少光学元件或组件的激光发射器的重整后输出光束。

发明内容

光学系统的一些实施方案包括：激光发射条，具有在一输出轴上的输出；亮度增强元件，其可操作地耦合到该激光发射条的输出；和快轴准直器，其设置在该激光发射条和亮度增强元件之间，并且可操作地耦合到该激光发射条的输出。该光学系统还可以包括光束重整元件，其被配置成分别旋转该激光发射条的发射器的输出光束，被设置在该亮度增强元件和激光发射条之间，并且耦合到该激光发射条的输出。

亮度增强元件的一些实施方案包括多面望远镜(faceted telescope)结构，其具有输入面和输出面，输入面具有多个相邻的小输入面，输出面具有分别对应于各个小输入面的多个相邻的小输出面。该输入和输出面可以基本上互相平行，并且可以被配置成充分折射通过该光学元件的平行输入光束，从而使其互相平行地从小输出面射出，并且相互之间具有比该平行输入光束的间隔更近的间隔。