[发明专利]一种用于多管芯耦合装置的光纤合束元件及其使用方法

说明书

本发明涉及一种用于多管芯耦合装置的光纤合束元件及其使用方法，属于光纤合束技术领域。包括底板、激光二极管、快轴准直镜FAC、组合透镜和准直透镜，其中，底板一侧设置有热沉，热沉上呈阶梯状排列设置有激光二极管，保证出光高度差，激光二极管发光侧设置有快轴准直镜FAC，快轴准直镜FAC一侧设置有组合透镜，组合透镜出光侧设置有准直透镜，通过组合透镜实现光斑的压缩和90°反射。本发明解决了激光器结构对慢轴准直镜焦距的限制问题，简化了现有的光学耦合结构，降低了生产成本，提高了工作效率。

技术领域

本发明涉及一种用于多管芯耦合装置的光纤合束元件及其使用方法，属于光纤合束技术领域。

背景技术

随着科技的飞速发展，光导纤维在电子、通信等领域得到了人们的青睐，成为发展前景突出的新型基础材料。与此同时，依存其而出现的光纤技术也凭借新颖、方便等优势迅速得到人们喜爱。光纤技术一般由光信号发送端、光信号传输载体—光纤、光信号终端构成。

光纤耦合装置用于将半导体激光器或光纤激光器的输出光耦合聚焦、通过光纤传导至任意区域，稳定、高效的耦合对于产生稳定、高功率的超连续谱是十分重要的，光纤照明中将光束高效率的耦合进光纤是棘手的难题；而现有技术仍因为其使用或结构原因存在操作不便、耦合效率低的问题。

光纤激光器是继传统气体激光器和固体激光器后的第三代新型激光器，具有结构紧凑、寿命长、免维护、光束质量好、节能环保等优点，已成功应用于工业加工、出版印刷、医疗卫生、军事国防等领域。

多管芯耦合技术是半导体激光器技术的一个重要的组成部分，每个单管芯的激光器经过耦合，合并成一束激光，其光束质量更好，效率更好，其耦合方法是决定大功率激光器性能的一个重要环节。

多管芯耦合技术一般包括快轴准直、慢轴准直、光束整合、聚焦和耦合等步骤。其中光束整合是将经过快轴和慢轴调整过的光斑，按照一定的规律进行整合，产生较好的激光功率输出，并且整合出来的光斑面积越小，光束耦合到光纤越容易。但是在产品设计中经常会出现产品结构对慢轴准直镜SAC焦距受限的问题，并且慢轴准直镜SAC和反射镜分别调节也比较浪费时间和成本。

中国专利文件CN103368066B公开了一种斜面式多管半导体激光器耦合装置及方法，装置中的多个激光二极管固定在底板的高平整度的倾斜不同台阶面上，工作时激光二极管发出高度不同的光，光通过快轴准直透镜FAC、慢轴准直透镜SAC的准直后变为平行光束，再经过反射镜的转向，将多束光集成在一个区域范围内。集成后的光束经过准直透镜后，将光聚焦进入光纤。但是该装置结构笨重，体积大，重量和材料消耗会大幅度增加。

中国专利文件CN104979749B公开了一种高功率半导体光纤耦合激光器及其耦合方法，激光二极管在相同高度水平设置，其前端设快轴准直镜FAC；慢轴准直镜SAC直接设置在底板上，为整体倾斜的平凸透镜，且沿与聚焦透镜距离由近及远每个慢轴准直镜SAC的厚度依次递减；激光二极管产生多条相同高度的光束，经过各自的快轴准直镜FAC、慢轴准直镜SAC后产生高低不同的平行光束，再经各自反射镜反射到聚焦透镜后聚焦到光纤上。但是该装置中用到的慢轴准直镜SAC存在着焦距有限的弊端，且耦合过程中用到的光学元器件为快轴准直镜FAC、慢轴准直镜SAC、反射镜、聚焦透镜和光纤，相对而言结构比较复杂、成本比较高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于多管芯耦合装置的光纤合束元件，解决了激光器结构对慢轴准直镜焦距的限制问题，简化了现有的光学耦合结构，降低了生产成本，提高了工作效率。

本发明还提供上述用于多管芯耦合装置的光纤合束元件的使用方法。

本发明的技术方案如下：

一种用于多管芯耦合装置的光纤合束元件，包括底板、激光二极管、快轴准直镜FAC、组合透镜和准直透镜，其中，