[发明专利]基于星形反射的蓝光半导体激光器波长合束装置及方法

权利要求书

1.一种基于星形反射的蓝光半导体激光器波长合束装置，其特征在于，所述装置包括：半导体激光发射组件、波长合束组件、慢轴准直透镜(2)和输出耦合透镜(5)；

所述波长合束组件包括半透半反棱镜(3)和内柱面反射镜(4)，所述半透半反棱镜(3)的反射面与内柱面反射镜(4)的反射面相对设置以形成环形合束通道；所述半导体激光发射组件包括多个半导体激光发射单元，用于发出多条中心波长均不相同的输出光束，在沿合束的方向上，所述多个半导体激光发射单元的输出光束中心波长呈阶梯式递增；

所述慢轴准直透镜(2)设置于每条输出光束的光路上，用于减少在慢轴方向的远场发散角，并使每束输出光束均以同一慢轴方向远场发散角出射至所述合束通道内；

所述半透半反棱镜(3)用于反射上方传来的光束并使经所述慢轴准直透镜(2)出射的光束透射以使两束光束在所述合束通道内传播方向一致，从而形成合束光束；

所述内柱面反射镜(4)用于改变合束光束的传播方向，使其与下一光束进行波长合束；

所述输出耦合透镜(5)用于接受所述环形合束通道出射的合束光束并使其透射后形成输出。

2.根据权利要求1所述的一种基于星形反射的蓝光半导体激光器波长合束装置，其特征在于，所述半透半反棱镜(3)为多边形半透半反棱镜，其每一面的中心对应设置相应的半导体激光发射单元。

3.根据权利要求2所述的一种基于星形反射的蓝光半导体激光器波长合束装置，其特征在于，所述半透半反棱镜(3)的反射面镀有增反膜，使其反射率大于99％；所述半透半反棱镜(3)的透射面镀有增透膜，使其反射率小于1％。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于星形反射的蓝光半导体激光器波长合束装置，其特征在于，所述半导体激光发射单元与所述慢轴准直透镜 (2)之间还设有快轴准直透镜，所述快轴准直透镜用于减少输出光束在快轴方向的远场发散角。

5.根据权利要求4所述的一种基于星形反射的蓝光半导体激光器波长合束装置，其特征在于，所述慢轴准直透镜(2)的光束入射面为平面，其光束出射面为圆柱面。

6.根据权利要求5所述的一种基于星形反射的蓝光半导体激光器波长合束装置，其特征在于，所述内柱面反射镜(4)为全反射棱镜，其内侧为全反射镜面，并且其反射截面满足光束入射角等于光束出射角。

7.一种根据权利要求6所述的基于星形反射的蓝光半导体激光器波长合束装置的合束方法，其特征在于，该合束方法包括：

利用快轴准直透镜，减少所述多个半导体激光发射单元发出的光束在快轴方向的远场发散角，并均以同一快轴方向远场发散角入射至慢轴准直透镜；通过慢轴准直透镜，减少光束在慢轴方向上的远场发散角，然后均以同一慢轴方向远场发射角入射至半透半反棱镜上对应的区域；

经过半透半反棱镜对其反射面和透射面的光束进行反射和透射，使两光束合成为合束光束并向后传播；经过内柱面反射镜时，改变合束光束的传播方向，使其再次入射至半透半反棱镜对应的区域与下一半导体激光发射单元发出的光束进行合束；

以此循环，直至所有半导体激光发射单元发出的光束全部完成合束，再利用输出耦合透镜将最终的合束光束输出。