[发明专利]激光阵列合束装置和激光设备

说明书

本发明公开了一种激光阵列合束装置，并公开了具有激光阵列合束装置的激光设备，其中激光阵列合束装置包括：至少两个平行设置的激光发射排，每个激光发射排均包括多个间隔排列的激光源，激光发射排中的多个激光源的排列方向称为第一方向，所有激光源在第一方向上错位设置；合面导光组件，用于把多个激光源的输出光的光轴引导至同一个平面上。所有激光源发出的激光的光轴在第一方向上错位设置，使一个激光发射排中的多个激光源在第一方向上填补了另一个激光发射排中的多个激光源之间的间隙，再通过合面导光组件把所有激光的光轴引导至同一个平面上，缩小了激光的间隙，使该平面上的激光的密度得到较大的提高，有利于提高输出激光的功率。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，特别涉及一种激光阵列合束装置和激光设备。

背景技术

随着激光科学领域突飞猛进的发展，其中一个重要的研究是如何实现高功率、高亮度的激光输出。

激光合束技术是一种用于提高激光输出功率和亮度的技术，单个激光源发出的激光的功率低，可通过激光合束技术把多个激光源所发出的功率较低的激光，合成为单个高密度、高功率的激光束。通常情况下，激光源发出的激光的光径比激光源的宽度小，现有的激光合束技术中多个激光源的排布所发射的激光之间的间隙较大，限制了输出的激光的密度和功率的进一步提高。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种激光阵列合束装置。

本发明还提出一种具有上述激光阵列合束装置的激光设备。

根据本发明的第一方面实施例的激光阵列合束装置，包括：至少两个平行设置的激光发射排，每个所述激光发射排均包括多个间隔排列的激光源，所有所述激光源平行设置，所述激光发射排中的多个所述激光源的排列方向称为第一方向，所有所述激光源在所述第一方向上错位设置；合面导光组件，其位于所述激光源的激光输出侧，包括多个折射镜，多个所述折射镜与多个所述激光源位置一一对应设置，用于把多个所述激光源的输出光的光轴引导至同一个平面上。

根据本发明实施例的激光阵列合束装置，至少具有如下有益效果：每个激光发射排中相邻两个激光源发出的激光在第一方向上存在间隙，本技术中所有激光源发出的激光的光轴在第一方向上错位设置，使一个激光发射排中的多个激光源在第一方向上填补了另一个激光发射排中的多个激光源之间的间隙；再通过合面导光组件中的多个折射镜把所有激光的光轴引导至同一个平面上，缩小了激光的间隙，使该平面上的激光的密度得到较大的提高，有利于提高输出激光的功率。

根据本发明的一些实施例，本发明还包括聚焦镜和衍射光栅，所述聚焦镜设于所述合面导光组件的激光输出侧，所述衍射光栅设于所述聚焦镜的激光输出侧，所述聚焦镜用于把从所述合面导光组件的输出光聚焦到所述衍射光栅上。聚焦镜使得每一个激光源发出的激光折射并使它们入射到衍射光栅的同一区域，利用衍射光栅将重叠在同一区域的多束光束以相同的衍射角衍射，最终使其成为同一束光。

根据本发明的一些实施例，所述衍射光栅的激光输出侧设有输出耦合镜，所述输出耦合镜上设有用于反射部分激光的反射膜，所述激光源的发射端上设有增透膜，所述增透膜用于使所述反射膜的反射光在所述激光源的发射端的前方形成谐振腔。从衍射光栅射出的激光束到达输出耦合镜时，大部分的激光会穿过输出耦合镜并输出，一部分光会被反射膜沿原路反射，反射光到达增透膜后形成谐振腔，谐振腔可以对激光源输出的激光进行波长的过滤，过滤出适应衍射光栅的波长的激光，衍射光栅输出的激光的质量更高。

根据本发明的一些实施例，本发明还包括缩束凸透镜和缩束凹透镜，所述缩束凸透镜设于所述合面导光组件的激光输出侧，所述缩束凹透镜设于所述缩束凸透镜的激光输出侧，所述聚焦镜设于所述缩束凹透镜的激光输出侧。缩束凸透镜的焦距较长，缩束凹透镜的焦距较短，两者组成伽利略望远镜结构，可成倍地缩小各激光的间距。