[发明专利]一种提高大功率激光二极管列阵输出光束质量的装置及其方法

权利要求书

1.一种提高大功率激光二极管列阵输出光束质量的装置，其特征在于在同一光轴上依次垂直放置激光二极管列阵（1）、快轴准直透镜（2）和体全息布拉格光栅（3）；快轴准直透镜（2）与激光二极管列阵（1）前端面之间的距离L₁=f，f为快轴准直透镜（2）的焦距，体全息布拉格光栅（3）与激光二极管列阵（1）前端面之间的距离                                                ，体全息布拉格光栅（3）的光栅波矢与光轴之间的夹角α = λ /(2d)，λ为输出激光波长，d为激光二极管列阵发光单元周期，激光器二极管列阵（1）前端面镀有反射率小于0.5%的反射膜，激光器二极管列阵（1）后端面镀有反射率大于99.5%的反射膜。

2.如权利要求1所述的一种提高大功率激光二极管列阵输出光束质量的装置，其特征在于所述的反射膜的材料为氧化锆或氧化硅。

3.如权利要求1所述的一种提高大功率激光二极管列阵输出光束质量的装置，其特征在于所述的激光器二极管列阵（1）的输出功率为5W～300W，发光单元数为9个～99个，发光单元周期为10μm～500μm。

4.如权利要求1所述的一种提高大功率激光二极管列阵输出光束质量的装置，其特征在于所述的快轴准直透镜（2）为平凸柱面透镜，两端面镀有反射率小于0.5%的减反射膜，快轴准直透镜（2）的焦距为0.05mm～5mm。

5.如权利要求1所述的一种提高大功率激光二极管列阵输出光束质量的装置，其特征在于所述的体全息布拉格光栅（3）为反射式体全息布拉格光栅，反射率为5%～80%，反射的光谱带宽为0.01nm～2nm，光栅厚度0.2mm～5mm。

6.一种使用如权利要求1所述装置的提高大功率激光二极管列阵输出光束质量的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）在光轴上垂直放置激光二极管列阵（1）、快轴准直透镜（2）、体全息布拉格光栅（3）；

（2）调整快轴准直透镜（2）与激光二极管列阵（1）前端面之间的距离L₁，同时观测输出激光在快轴方向的发散角，当发散角小于0.2度时，快轴准直透镜（2）与激光二极管列阵（1）前端面之间的距离L₁=f，f为快轴准直透镜（2）的焦距；

（3）旋转体全息布拉格光栅（3），同时观测输出激光在慢轴方向的发散角，当发散角小于1度时，体全息布拉格光栅（3）的光栅波矢与光轴之间的夹角α = λ /(2d)，λ为输出激光波长，d为激光二极管列阵发光单元周期；

（4）调整体全息布拉格光栅（3）与激光二极管列阵（1）前端面之间的距离L₂，同时观测输出激光的光束质量，当光束质量因子M²小于10时，体全息布拉格光栅（3）与激光二极管列阵（1）前端面之间的距离，达到提高大功率激光二极管列阵输出光束质量的目的。