[发明专利]一种空间合束装置和系统

说明书

技术领域

本发明涉及激光技术领域，具体涉及一种空间合束装置和系统。

背景技术

激光合束技术是一个改善光束质量、增加输出功率、提高功率密度的过 程，常用的激光合束方法有空间合束、偏振合束和波长合束，其中空间合束 的应用场景如下：

半导体激光器单管具有效率高、结构紧凑、成本低和高可靠性的优点， 但是单个的半导体激光器单光输出功率较低，对多个半导体激光器单管的光 束进行空间合束而获得高功率。图1示出了现有技术中的空间合束装置的示 意图。如图1所示，半导体激光器单管分别放置于阶梯板上的不同阶上，各 个半导体激光器发出的激光光束经过快轴准直透镜的准直后输出，该方案中， 为了得到相互平行且共面的激光光束，需要对各半导体激光器单管涉及到的 内部元件进行多种维度的调节和校准，包括对每个半导体激光器单管发出的 激光光束的准直性的调节和指向性的校准等，调节难度很大，并且由于本方 案最终输出的多条激光光束必然要经历不同的光程，最终在同一输出平面上 得到的对应光斑的尺寸不一致，导致空间合束的精度、效果等均不尽如人意。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分 地解决上述问题的一种空间合束装置和系统。

依据本发明的一个方面，提供了一种空间合束装置，该装置包括：激光 器阵列、准直器和反射镜阵列；

所述激光器阵列中包括N个激光器，所述反射镜阵列中包括对应于所述 N个激光器的N个反射镜，其中，N为大于1的正整数；

所述激光器阵列中的各激光器发出的激光光束入射到对应的反射镜上；

所述准直器对各激光光束进行准直；

所述反射镜阵列中的各反射镜对入射的激光光束进行反射后，输出激光 光束阵列，所述激光光束阵列中包括N条相互平行且共面的激光光束，各条 激光光束从光源到输出位置具有相同的光程。

可选地，所述激光器阵列中的各激光器为半导体激光器单管；

所述激光光束阵列中的N条激光光束的快轴方向一致，慢轴方向一致；

所述激光光束阵列所在的平面与快轴方向平行；或者，所述激光光束阵 列所在的平面与慢轴方向平行。

可选地，所述准直器包括：对应于所述N个半导体激光器单管的N个快 轴准直透镜和N个慢轴准直透镜；

各半导体激光器单管输出的激光光束经对应的快轴准直透镜和慢轴准直 透镜准直后，入射到对应的反射镜上。

可选地，当所述激光光束阵列所在的平面与快轴方向平行时，

所述准直镜包括：对应于所述N个半导体激光器单管的N个快轴准直透 镜和1个慢轴准直透镜；

各半导体激光器单管输出的激光光束经对应的快轴准直透镜准直后，入 射到对应的反射镜上；

所述反射镜阵列反射得到的N条相互平行且共面的激光光束经1个慢轴 准直透镜共同准直后输出。

可选地，当所述激光光束阵列所在的平面与慢轴方向平行时，

所述准直镜包括：对应于所述N个半导体激光器单管的N个慢轴准直透 镜和1个快轴准直透镜；

各半导体激光器单管输出的激光光束经对应的慢轴准直透镜准直后，入 射到对应的反射镜上；

所述反射镜阵列反射得到的N条相互平行且共面的激光光束经1个快轴 准直透镜共同准直后输出。

可选地，所述反射镜阵列中的反射镜包括：反射平面镜，和/或，反射棱 镜。

可选地，当所述激光光束阵列所在的平面与慢轴方向平行时，所述激光 光束阵列中的N条相互平行且共面的激光光束的相邻间距大于等于激光光束 在输出位置上沿快轴方向的光斑直径。

可选地，当所述激光光束阵列所在的平面与慢轴方向平行时，所述激光 光束阵列中的N条相互平行且共面的激光光束的相邻间距大于等于激光光束 在输出位置上沿慢轴方向的光斑直径。

依据本发明的另一个方面，提供了一种空间合束系统，该系统包括多个 如上任一项所述的空间合束装置；

多个空间合束装置输出的激光光束阵列所在的平面相互平行或共面。

可选地，各空间合束装置输出的激光光束阵列所在的平面均与快轴方向 平行；

或者，

各空间合束装置输出的激光光束阵列所在的平面均与慢轴方向平行。