[发明专利]一种密集光纤阵列光谱合束装置及方法

权利要求书

1.一种密集光纤阵列光谱合束装置，其特征在于，所述装置包括光纤阵列(1)和缩束准直光学系统(2)，所述的缩束准直光学系统(2)包括第一光学元件(21)和第二光学元件(22)，所述第一光学元件(21)和第二光学元件(22)都为平-凸非球面透镜，所述的第一光学元件(21)为慢轴准直镜，焦距为f1，f120mm，所述的第二光学元件(22)为快轴准直镜，焦距为f2，f25000mm，

其中，所述装置还包括布置在所述缩束准直光学系统(2)之后的转换透镜，所述转换透镜的焦距大于f1。

2.根据权利要求1所述的一种密集光纤阵列光谱合束装置，其特征在于，还包括转换透镜(3)和/或至少一个光栅(4)。

3.根据权利要求1所述的一种密集光纤阵列光谱合束装置，其特征在于，所述的缩束光学系统中的第一光学元件(21)和第二光学元件(22)对所用光纤激光透过率90％，双面镀有针对所用光纤激光对应波段的增透膜。

4.根据权利要求1所述的一种密集光纤阵列光谱合束装置，其特征在于，所述的光纤阵列(1)由2根以上数量的光纤组成，每根光纤输出头部位均熔接石英端帽，所述的光纤阵列(1)中所有光纤平行排列，间距相等。

5.根据权利要求2所述的一种密集光纤阵列光谱合束装置，其特征在于，所述光栅(4)为一个光栅，所述转换透镜(3)的焦距为f，且ff1f2，且满足其中θ为光栅(4)的光栅衍射角，Δx为光栅(4)的光栅间距，d为光栅(4)的光栅常数，Δλ为光栅(4)的光栅间隔。

6.根据权利要求5所述的一种密集光纤阵列光谱合束装置，其特征在于，所述第一光学元件(21)位于所述的光纤阵列(1)后f1处，所述的第二光学元件(22)位于所述的第一光学元件(21)后f1+f2处，所述的转换透镜(3)位于所述第二光学元件(22)后f2+f处，所述的光栅(4)位于所述转换透镜(3)后f处。

7.根据权利要求2所述的一种密集光纤阵列光谱合束装置，其特征在于，所述光栅(4)为2个平行放置的光栅；所述的光纤阵列还包括准直镜阵列(11)。

8.根据权利要求7所述的一种密集光纤阵列光谱合束装置，其特征在于，所述的第二光学元件(22)位于所述的第一光学元件(21)后f1+f2处。

9.根据权利要求2所述的一种密集光纤阵列光谱合束装置，其特征在于，还包括转换透镜(3)，焦距为f；所述第一光学元件(21)和第二光学元件(22)为棱镜，所述第一光学元件(21)和所述第二光学元件(22)的顶角上下颠倒放置，所述的转换透镜(3)位于所述第二光学元件(22)后f处，所述的光栅(4)位于所述转换透镜(3)后f处。

10.根据权利要求2所述的一种密集光纤阵列光谱合束装置，其特征在于，所述的光栅为多层介质膜光栅，对所用激光衍射效率90％。

11.一种用于如权利要求1-10任一所述的一种密集光纤阵列光谱合束装置的方法，其特征在于，采用慢轴准直镜和快轴准直镜分别对激光进行慢轴和快轴准直，所述慢轴准直镜为长焦距平-凸非球面透镜，焦距为f1，f120mm，所述快轴准直镜为短焦距平-凸非球面透镜，焦距为f2，f25000mm，所述长焦距透镜和短焦距透镜同时组成缩束系统对激光进行缩束，并且采用转换透镜，对缩束后的激光进行合束。