[发明专利]光束整形装置及整形方法

说明书

本申请涉及一种光束整形装置，用于对来自半导体激光器的光束进行整形，该装置包括单片整形透镜，单片整形透镜的前表面和后表面为相互正交的球面柱面、非球面柱面、自由曲面柱面或其中任意两个面型的组合，其中，母线与半导体激光器慢轴平行的透镜的柱面表面对半导体激光器快轴方向光束的发散角进行准直；母线与半导体激光器快轴平行的透镜的柱面表面对半导体激光器慢轴方向光束的发散角进行调整并匀化。本申请还提供了使用光束整形装置对光束进行整形的方法。根据本申请的光束整形装置及方法，可完成半导体激光器阵列快轴方向上的光束的准直和慢轴方向上的光束一定发射角的调制和均匀化工作。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，更具体地，涉及一种光束整形装置及整形方法。

背景技术

由于半导体激光器具有体积小、结构简单、寿命较长、价格低等优点，使它在激光通信、光存储、激光测距、激光雷达等方面获得了广泛的应用。

半导体激光器线阵列或面阵列集成了多个半导体激光器发光源，出射光为高斯光束，光场分布不均匀。出射光束分为快轴方向和慢轴方向，两个方向均具有较大的发散角度，光斑呈椭圆形，不能直接应用，因此需要对激光光束进行整形。

作为激光雷达的激光光源，半导体激光器的光束在快轴方向上需要进行准直，在慢轴方向上需要以一定角度发射到探测区域，并且要求慢轴方向上的激光光束非常均匀，以降低对人眼的损伤。通常情况下，需要运用两枚甚至多枚镜片对激光光源进行整形。

发明内容

本申请提供光束整形装置及方法，用于完成或部分完成半导体激光器光束在快轴方向的准直和慢轴方向一定发射角的调制和均匀化工作。

本申请一方面提供了一种光束整形装置，用于对来自半导体激光器的光束进行整形，该装置可包括单片整形透镜，单片整形透镜的前表面和后表面为相互正交的球面柱面、非球面柱面、自由曲面柱面或其中任意两个面型的组合，其中，母线与半导体激光器慢轴平行的透镜的柱面表面对半导体激光器快轴方向光束的发散角进行准直；母线与半导体激光器快轴平行的透镜的柱面表面对半导体激光器慢轴方向光束的发散角进行调整。

在一个实施方式中，母线与半导体激光器快轴平行的透镜的柱面表面对半导体激光器慢轴方向光束的发散角进行调整并对光束进行匀化。

在一个实施方式中，光束整形装置还包括探测面以检测经过整形后的出射激光的性能。

在一个实施方式中，单片整形透镜设置于半导体激光器与探测面之间。

在一个实施方式中，单片整形透镜、探测面以及半导体激光器的中心位于同一直线上。

在一个实施方式中，半导体激光器包括半导体激光器线阵列、单管半导体激光器以及半导体激光器面阵列中的任一种。

本申请另一方面提供了利用光束整形装置对光束进行整形的方法，该方法包括：

将半导体激光器设置在光束整形装置的单片整形透镜的一侧，以使得单片整形透镜设置于半导体激光器与探测面之间；

调整单片整形透镜，使得单片整形透镜的两柱面表面的母线与半导体激光器的慢轴和快轴分别对应平行，以准直半导体激光器快轴方向光束的发散角度，以及调整慢轴方向光束的发散角度并进行匀化；以及

调整半导体激光器、单片整形透镜与探测面使得它们的中心位于同一直线上。

根据本申请的整形方法，还包括使用探测面对经过整形后的出射激光的光束进行检测。

根据本申请的光束整形装置及整形方法，可以将半导体激光器出射的椭圆形高斯激光，在快轴方向整形成准直光束，在慢轴方向整形成一定角度发散的均匀光束。

附图说明