[发明专利]一种激光光斑整形装置及激光光斑整形方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光光斑整形装置和激光光斑整形方法。

背景技术

在激光领域，通常想要得到相对均匀的光斑可以采用以下方法：1、使光线通过空间滤波器后，再做整形处理；2、使光线经过一束光纤后，再做整形处理；由此来获得较均匀的光斑。

以上两种方案各有各的优缺点：

第一种方案，采用空间滤波器。一般的空间滤波器是由显微透镜组和微米数量级的小孔组成。小孔位于透镜组焦点位置，即频谱面上，这样当光束经过空间滤波器后，零级透过，滤掉正负一级，得到相对均匀的发散光斑。后端再用准直光路整形，一般用一片凸透镜就可以得到比较均匀的光斑。这种方法比直接用两片透镜直接整形得到的光斑均匀性要好得多，但此方案对光能量有很大的损失。

第二种方案，激光经耦合进入单束光纤。请参照图1，图1是一种现有技术将激光耦合进入单束光纤的结构示意图。光纤12具有一个输入端面121，激光10经过一个聚焦透镜组11聚焦在输入端面121。激光10经在光纤12中全反射效果后，出射光斑会很均匀。但是，如果激光10能量很高，对一束光纤12耦合就比较困难，因为能量较高的激光10很容易打坏光纤12。

发明内容

为了解决现有技术利用光纤进行激光光斑整形装置难度较高、容易打坏光纤的问题，本发明提供一种耦合难度低、不易损坏光纤的激光光斑整形装置。

为了解决现有技术利用光纤进行激光光斑整形方法难度较高、容易打坏光纤的问题，本发明提供一种耦合难度低、不易损坏光纤的激光光斑整形方法。

本发明的技术方案是：

一种激光光斑整形装置，包括：一个激光源、一个耦合单元、多个光纤一个分束单元，所述激光源用于输出一个光束，所述分束单元用于将所述光束分为多个分光束，所述耦合单元用于将所述多个分光束分别对应耦合进入所述多个光纤，所述多个光纤的输出端倾斜设置，使得所述多个光纤输出的分光束会聚。

在本发明的一个实施方式中，所述的激光光斑整形装置还包括一个整形单元，用于对所述多个光纤输出的会聚的分光束进行整形。

在本发明的一个实施方式中，所述分束单元包括第一分束镜至第N-1分束镜，所述激光光束分别经过所述第一分束镜至第N-1分束镜，所述第一分束镜至第N-1分束镜反射的光束构成第1至第N-1分光束，第N-1透射的光束构成第N分光束。

在本发明的一个实施方式中，所述第一分束镜至第N-1分束镜中第i分束镜的反射率是1/(N-i+1)。

在本发明的一个实施方式中，所述耦合单元包括多个聚焦透镜组，每个聚焦透镜组用于将一个分光束耦合进入一个光纤。

在本发明的一个实施方式中，所述的激光光斑整形装置还包括多个夹持机构，用于固持所述光纤的输出端。

一种激光光斑整形方法，其特征在于，包括：利用分束单元将一个激光光束分为多个分光束；利用耦合单元将所述多个分光束分别对应耦合进入多个光纤；通过将所述多个光纤的输出端倾斜设置，使得所述多个光纤输出的分光束的光斑合并为一个整形光斑。

在本发明的一个实施方式中，所述分束单元包括第一分束镜至第N-1分束镜，所述激光光束分别经过所述第一分束镜至第N-1分束镜，所述第一分束镜至第N-1分束镜反射的光束构成第1至第N-1分光束，第N-1透射的光束构成第N分光束。

在本发明的一个实施方式中，所述第一分束镜至第N-1分束镜中第i分束镜的反射率是1/(N-i+1)。

在本发明的一个实施方式中，所述多个分光束的能量相等。

本发明激光光斑整形装置和方法由于分光束经在光纤中全反射效果后，出射会很均匀，最终合并的整形光斑也非常均匀。而且由于分光束的能量只有原光束的几分之一，所以更容易耦合进入光纤，更容易被传输，也更不容易损坏光纤。

附图说明

图1是一种现有技术将激光耦合进入单束光纤的结构示意图。

图2是本发明激光光斑整形方法的流程图。

图3是本发明第一实施方式的激光光斑整形装置2的结构示意图。

图4是本发明第二实施方式的激光光斑整形装置3的结构示意图。

具体实施方式

请参照图2，图2是本发明激光光斑整形方法的流程图。本发明的激光光斑整形方法包括如下步骤：

步骤S1：利用分束单元将一个激光光束分为多个分光束；