[发明专利]空间分布式激光器共振器

说明书

一种使用回复反射元件的分布式共振器激光器系统，其中空间上分开的回复反射元件分别限定功率发射单元和功率接收单元。所述回复反射器不具有反转点，使得入射光束沿着与入射的所述光束的路径实质上重合的路径被反射回去。这使得所述分布式激光器能够以共线模式，而不是现有技术中描述的环形模式，操作光束。此特征容许简单地包含：在所述分布式腔内具有光学功率的元件；使得能够实现诸如聚焦/散焦的功能的元件；增大所述系统的视场的元件；以及使所述光束的瑞利长度发生变化的元件。能够有利地将所述光学系统构造为光瞳成像系统，所述光瞳成像系统具有能够将诸如所述增益介质或光伏转换器的光学组件不受物理限制地安置在该光瞳处的优点。

本申请是申请日为2012年6月13日，名称为“空间分布式激光器共振器”，申请号为201280039406.X的发明专利申请的分案申请。

技术领域

当前发明涉及使用回复反射器(retroreflector)的分布式激光器共振器的领域，尤其用在用于通过腔内(intracavity)激光功率将功率无线传输至便携式电子设备的系统中。

背景技术

在公布为WO2007/036937、“定向光发射器和接收器(Directional LightTransmitter and Receiver)”的PCT申请PCT/IL2006/001131中和在公布为WO/2009/008399、“无线激光功率(Wireless Laser Power)”的PCT申请PCT/IL2009/000010中，示出了基于分布式激光器共振器的无线功率输送系统。当前公开中使用此术语，以描述如下激光器：其腔镜子(mirror)在自由空间中分开，并且腔镜子之间没有任何特定的预限定的空间关系，使得激光能够在随机安置的端部反射器之间操作。在以上提到的申请中，该分布式激光器共振器的一个使用在于将来自中心布置的发射器的光学功率传输至远离所述发射器安置的移动接收器，其中端部镜子安置于发射器和接收器内。该分布式激光器共振器使用诸如角锥棱镜(corner cube)和猫眼以及其阵列的简单的回复(retro)反射器作为腔的端部镜子。回复反射器与平面镜反射器不同，因为回复反射器具有非无限小的视场。在回复反射器的视场内入射到回复反射器上的电磁波前沿着与来自波源的方向平行但是相反的方向被反射回去。即使回复反射器上的该波的入射角具有不同于零的值，反射也发生。这不像平面镜反射器，只有镜子精确地与波前垂直，具有零入射角时，平面镜反射器才沿着入射路径反射回去。

诸如图1中所示出的回复反射器的许多该通常可用的回复反射器15生成绕处于回复反射器中或很靠近回复反射器的反转点10(或在回复反射器阵列的情况下绕多个点)的反转点10的光学图像反转，反射光束11穿过与入射光束12的路径空间上不同的路径，如图1所示出的。

在实际的系统中，绕点的此反转引起若干问题：

a.在许多此简单的回复反射器中，将反转点处于诸如角锥棱镜反射器中的其中不能提供光学通路的光学不透明的位置中。