[实用新型]激光耦合单元、模块及激光光源模组

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学领域，特别涉及一种激光耦合单元、模块及激光光源模组。

背景技术

在现有的激光显示或其他需要高功率激光输出的场合中，通常采用光纤耦合的半导体激光器作为光源。但是，由于半导体激光器的出射光束快轴方向的发散角远大于慢轴方向的发散角，光束准直难度大，故很难得到较高的光纤耦合效率。而单个半导体激光器的输出光功率较低，因此单独的半导体激光器不能满足激光显示技术对高功率激光光源的要求。为此通常采用如下方式克服上述问题。

方式一

采用将多个独立的半导体激光光纤耦合模块的多根输出光纤在空间上集合成一束，由共同的光纤输出端输出的方式，具体如图1所示，该激光光源模组包括多个激光器1’、多个准直透镜2’、多个聚焦透镜4’、多条光纤5’以及一个集束器5’，其中，多个激光器1’、多个准直透镜2’、多个聚焦透镜4’及多条光纤5’一一对应，每个激光器1’发射的光经过各自的准直透镜2’准直，再经各自聚焦透镜3’聚焦后，耦合到各自的光纤4’输入端面中，最后多个激光器1’对应的多根光纤4’被集束器5’集束输出。该激光光源模组中每个激光器1’均对应有各自的准直透镜2’、各自的聚焦透镜3’及各自的光纤4’，故耦合过程复杂，特别是对于高功率输出，常常需要数百根光纤合束，使得多根合束光纤加工和安装十分复杂；同时由于多根光纤构成的输出端输出截面很大，输出亮度受到很难提高，而且使得光源模组的体积大，集成度不高，因此激光的高亮度应用方面受到很大限制。

方式二

采用将半导体激光阵列上的多个发光点的出射光束准直后，以整形或空间排布的方式，使平衡光束快慢轴的光学参数积后聚焦耦合进入光纤。该方式中不但半导体激光阵列成本高昂，而且要求准直透镜、快慢轴调整等器件的精度极高，加之半导体阵列工作时热流密度高，对散热要求十分苛刻，因此该方式不适用于显示等场合应用。

方式三

将多个独立的半导体激光器光束准直后，通过空间上组合排列，使组合后的光束经整形与输出光纤光学参数积匹配，能够耦合到一根光纤中输出。该方式中的每个半导体激光器都需要采用独立的快轴和慢轴准直透镜，在组合时通常采用复杂的阶梯镜结构，不但导致元件使用多，装配工艺复杂，而且由于各发光光束间距大，很难实现更多的半导体激光器组合，一般小于十个，使得耦合输出功率受到限制。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型实施例提供了一种激光耦合单元、模块及激光光源模组，能够实现高亮度、高功率的激光输出，而且能够面向显示等应用。所述技术方案如下：

一种激光耦合单元，包括顺次设置的多个激光器、多个准直透镜、一个光束折转元件、一个聚焦透镜组及一根光纤，所述多个激光器与所述多个准直透镜相匹配，所述多个激光器共用所述一个聚焦透镜组和所述一根光纤，所述多个激光器按照排列方式分为N个激光器和M个激光器，其中，所述N个激光器发射出的激光通过各自的准直透镜准直，经所述一个聚焦透镜组聚焦，耦合进所述一根光纤输出；所述M个激光器发射出的激光通过各自的准直透镜准直，经所述一个光束折转元件折转，再经所述一个聚焦透镜组聚焦，耦合进所述一根光纤输出。

具体地，作为优选，所述光束折转元件为光束折转棱镜或反射镜组。

具体地，所述多个激光器发射的光均为红光或蓝光。

具体地，所述多个激光器均采用TO封装、C封装或F型封装。

具体地，所述激光耦合单元安装时为垂直安装或水平安装。

具体地，作为优选，所述N个激光器为三个激光器，所述M个激光器为三个激光器。

本实用新型实施例还提供了一种激光耦合模块，所述模块包括所述的激光耦合单元，所述激光耦合单元为多个，多个激光耦合单元输出的光波长相同或者不同。

本实用新型实施例还提供了一种激光光源模组，所述模组包括所述的激光耦合模块，绿光激光器和电源板；

所述激光耦合模块输出的光包括红光和蓝光；

所述绿光激光器发射绿光；

所述电源板为所述激光耦合模块和所述绿光激光器供电。