一種空間合束裝置和系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及激光技術領域，具體涉及一種空間合束裝置和系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]激光合束技術是一個改善光束質量、增加輸出功率、提高功率密度的過程，常用的激光合束方法有空間合束、偏振合束和波長合束，其中空間合束的應用場景如下:
[0003]半導體激光器單管具有效率高、結構緊湊、成本低和高可靠性的優(yōu)點，但是單個的半導體激光器單光輸出功率較低，對多個半導體激光器單管的光束進行空間合束而獲得高功率。圖1示出了現有技術中的空間合束裝置的示意圖。如圖1所示，半導體激光器單管分別放置于階梯板上的不同階上，各個半導體激光器發(fā)出的激光光束經過快軸準直透鏡的準直后輸出，該方案中，為了得到相互平行且共面的激光光束，需要對各半導體激光器單管涉及到的內部元件進行多種維度的調節(jié)和校準，包括對每個半導體激光器單管發(fā)出的激光光束的準直性的調節(jié)和指向性的校準等，調節(jié)難度很大，并且由于本方案最終輸出的多條激光光束必然要經歷不同的光程，最終在同一輸出平面上得到的對應光斑的尺寸不一致，導致空間合束的精度、效果等均不盡如人意。

【發(fā)明內容】

[0004]鑒于上述問題，提出了本發(fā)明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種空間合束裝置和系統(tǒng)。
[0005]依據本發(fā)明的一個方面，提供了一種空間合束裝置，該裝置包括:激光器陣列、準直器和反射鏡陣列；
[0006]所述激光器陣列中包括N個激光器，所述反射鏡陣列中包括對應于所述N個激光器的N個反射鏡，其中，N為大于I的正整數；
[0007]所述激光器陣列中的各激光器發(fā)出的激光光束入射到對應的反射鏡上；
[0008]所述準直器對各激光光束進行準直；
[0009]所述反射鏡陣列中的各反射鏡對入射的激光光束進行反射后，輸出激光光束陣列，所述激光光束陣列中包括N條相互平行且共面的激光光束，各條激光光束從光源到輸出位置具有相同的光程。
[0010]可選地，所述激光器陣列中的各激光器為半導體激光器單管；
[0011 ]所述激光光束陣列中的N條激光光束的快軸方向一致，慢軸方向一致；
[0012]所述激光光束陣列所在的平面與快軸方向平行;或者，所述激光光束陣列所在的平面與慢軸方向平行。
[0013]可選地，所述準直器包括:對應于所述N個半導體激光器單管的N個快軸準直透鏡和N個慢軸準直透鏡；
[0014]各半導體激光器單管輸出的激光光束經對應的快軸準直透鏡和慢軸準直透鏡準直后，入射到對應的反射鏡上。
[0015]可選地，當所述激光光束陣列所在的平面與快軸方向平行時，
[0016]所述準直鏡包括:對應于所述N個半導體激光器單管的N個快軸準直透鏡和I個慢軸準直透鏡；
[0017]各半導體激光器單管輸出的激光光束經對應的快軸準直透鏡準直后，入射到對應的反射鏡上；
[0018]所述反射鏡陣列反射得到的N條相互平行且共面的激光光束經I個慢軸準直透鏡共同準直后輸出。
[0019]可選地，當所述激光光束陣列所在的平面與慢軸方向平行時，
[0020]所述準直鏡包括:對應于所述N個半導體激光器單管的N個慢軸準直透鏡和I個快軸準直透鏡；
[0021]各半導體激光器單管輸出的激光光束經對應的慢軸準直透鏡準直后，入射到對應的反射鏡上；
[0022]所述反射鏡陣列反射得到的N條相互平行且共面的激光光束經I個快軸準直透鏡共同準直后輸出。
[0023]可選地，所述反射鏡陣列中的反射鏡包括:反射平面鏡，和/或，反射棱鏡。
[0024]可選地，當所述激光光束陣列所在的平面與慢軸方向平行時，所述激光光束陣列中的N條相互平行且共面的激光光束的相鄰間距大于等于激光光束在輸出位置上沿快軸方向的光斑直徑。
[0025]可選地，當所述激光光束陣列所在的平面與慢軸方向平行時，所述激光光束陣列中的N條相互平行且共面的激光光束的相鄰間距大于等于激光光束在輸出位置上沿慢軸方向的光斑直徑。
[0026]依據本發(fā)明的另一個方面，提供了一種空間合束系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個如上任一項所述的空間合束裝置；
[0027]多個空間合束裝置輸出的激光光束陣列所在的平面相互平行或共面。
[0028]可選地，各空間合束裝置輸出的激光光束陣列所在的平面均與快軸方向平行；
[0029]或者，
[0030]各空間合束裝置輸出的激光光束陣列所在的平面均與慢軸方向平行。
[0031]由上述可知，綜上所述，在本發(fā)明提供的技術方案中，激光器陣列中的每個激光器發(fā)出的激光光束被準直后入射到反射鏡陣列中的相應反射鏡上，由反射鏡進行反射，反射鏡陣列反射得到激光光束陣列并輸出，其中，輸出的激光光束陣列中的多條激光光束相互平行且共面，各激光光束從光源到輸出位置所經歷的光程相同，使得各激光光束在輸出位置所在的平面上的光斑尺寸一致且沿一定方向排成一列，可見，本方案通過激光器陣列、反射鏡陣列和準直器的相互配合，實現了對激光器陣列中的多個激光器發(fā)出的激光光束的空間合束，獲得高功率的合束效果，進一步地，將多個空間合束裝置組合在一起，得到空間合束系統(tǒng)，獲得不同形式的合束后的激光光束分布。本方案原理簡單、各部分配置合理、可實施性強、調節(jié)難度低、靈活性高，在保證合束后的功率效果的基礎上，大大降低了對于激光光束進行空間合束的調節(jié)難度，易于擴展激光器陣列中的激光器數量，滿足空間合束需求。
[0032]上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的【具體實施方式】。
【附圖說明】
[0033]通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認為是對本發(fā)明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中:
[0034]圖1示出了現有技術中的空間合束裝置的示意圖；
[0035]圖2A示出了根據本發(fā)明的實施例一的一種空間合束裝置的俯視圖；
[0036]圖2B示出了根據本發(fā)明實施例一的一種空間合束裝置的正視圖；
[0037]圖3A示出了根據本發(fā)明的實施例二的一種空間合束裝置的俯視圖；
[0038]圖3B示出了根據本發(fā)明的實施例二的一種空間合束裝置的正視圖；
[0039]圖4A示出了根據本發(fā)明實施例三的一種空間合束裝置的俯視圖；
[0040]圖4B示出了根據本發(fā)明實施例三的空間合束裝置輸出的激光光束陣列的光強分布示意圖；
[0041]圖5A示出了根據本發(fā)明一個實施例的一種空間合束系統(tǒng)的示意圖；
[0042]圖5B示出了根據本發(fā)明一個實施例的一種空間合束系統(tǒng)的俯視圖；
[0043]圖5C示出了根據本發(fā)明一個實施例的一種空間合束系統(tǒng)的正視圖；
[0044]圖f5D示出了根據本發(fā)明一個實施例的空間合束系統(tǒng)輸出的光強分布示意圖；
[0045]圖5E示出了根據本發(fā)明另一個實施例的空間合束系統(tǒng)輸出的光強分布示意圖。
【具體實施方式】
[0046]下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠將本公開的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。
[0047]建立X軸、y軸和z軸，X軸為橫軸，z軸為縱軸，y軸為豎軸，構成右手空間直角坐標系x-y-z，依據該右手空間直角坐標系對本發(fā)明提供的空間合束裝置及系統(tǒng)進行說明，在以下的實施例中，縱軸對應于激光光束的快軸方向，橫軸對應于激光光束的慢軸方向。