[实用新型]光束整形装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体激光器技术领域，尤其涉及一种光束整形装置。

背景技术

半导体激光器以其体积小、重量轻、电压低、功率大等特点被广泛应用在第一光纤通信、光电集成、光盘存储、泵浦光源、大气环境检测、痕量有毒气体分析及分子光谱学等与人类生活息息相关的诸多领域。然而，半导体激光器由于其特殊的工作原理，其光束质量在垂直与平行于P-N结的两个方向上相差很大，通常把垂直于P-N结的方向称为快轴方向，平行于P-N结的方向称为慢轴方向。快轴方向上的光束发散角大，慢轴方向上的光束发散角小。正是由于这两个方向的光束质量的极不均衡性使半导体激光器应用时比较困难，在实际应用(如光纤耦合)时需要对其光束进行整形，形成小芯径、小数值孔径的高亮度的光纤耦合半导体激光输出。如果仅仅采用普通的微透镜阵列的光束整形系统将导致准直光斑直径较小、发散角较大、工作距离较短，光束得不到充分利用，而且，在传输过程中光能量损失较多，光束质量不佳。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种光束整形装置，能够避免激光在整形过程中的能量的损失和损耗，提高光束质量和整形效率。

本实用新型提出的具体技术方案为：提供一种光束整形装置，所述光束整形装置包括光源、依次远离所述光源并设置于所述光源的出射光路上的第一透镜阵列、第二透镜阵列、光束整形器、光束聚焦器和第一光纤，所述光源包括多个阵列设置的半导体激光器，所述第一透镜阵列包括多个阵列设置的第一透镜，所述第一透镜与所述半导体激光器一一正对对应，所述第二透镜包括多个阵列设置的第二透镜，所述第二透镜与所述第一透镜一一正对对应；所述光源位于所述第一透镜阵列的前焦平面，所述第一透镜阵列的后焦平面与所述第二透镜阵列的前焦平面重合。

进一步地，所述光束整形器包括依次远离所述光源设置于所述出射光路上的光束分割组件、光束重排组件及平衡组件。

进一步地，所述光束分割组件包括沿第一方向直线排列的至少两个平行四边形板，每相邻两个所述平行四边形板在第二方向上相互错开，所述第一方向与所述第二方向垂直，所述第一方向、所述第二方向均与所述出射光路垂直。

进一步地，所述光束重排组件包括棱镜阵列，所述棱镜阵列包括沿所述第二方向直线排列的多个棱镜，所述多个棱镜的入光面与所述平行四边形板的出光面平行，所述棱镜的个数等于所述平行四边形板的个数与所述半导体激光器的个数的乘积。

进一步地，所述平衡组件包括第一直角棱镜和第二直角棱镜，所述第一直角棱镜的入光面与所述多个棱镜的出光面平行。

进一步地，所述光束聚焦器包括依次远离所述光源并设置于所述出射光路上的第三透镜、光阑、第四透镜及第五透镜。

进一步地，所述第三透镜为凹透镜，所述第四透镜和所述第五透镜均为凸透镜，所述光阑位于所述第四透镜的前焦平面。

进一步地，所述光束整形装置还包括设置于所述出射光路上的滤波器，所述滤波器位于所述光束聚焦器与所述第一光纤之间。

进一步地，所述滤波器包括毛细管、遮光膜及第二光纤，所述遮光膜覆盖于所述毛细管朝向所述光源的一面和背离所述光源的一面，所述第二光纤沿所述出射光路贯穿所述遮光膜和所述毛细管。

进一步地，所述光束整形装置还包括设置于所述滤波器与所述第一光纤之间的光束准直器。

进一步地，所述光束准直器包括依次远离所述光源并设置于所述出射光路上的第六透镜、第七透镜，所述滤波器位于所述第六透镜的前焦平面，所述第六透镜位于所述第七透镜的前焦平面。

本实用新型提供的光束整形装置包括第一透镜阵列、第二透镜阵列、光束整形器和光束聚焦器，所述第一透镜阵列对所述光源在快轴方向上的光进行准直，所述第二透镜阵列对所述光源在慢轴方向上的光进行准直，通过对所述光源在慢轴方向上的光进行准直，减少了由于慢轴方向上的发散在侧面引起的损耗，从而提高了整形效率。

附图说明

通过结合附图进行的以下描述，本实用新型的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：

图1为光束整形装置的结构示意图；

图2为光束分割组件和光束重排组件的结构示意图；

图3为光束整形器的俯视图；

图4为光束聚焦器的结构示意图；

图5为滤波器的结构示意图。

具体实施方式