[发明专利]一种半导体激光器光路整形方法及相关装置

说明书

本申请公开了一种半导体激光器光路整形方法及相关装置，方法包括：通过第一预置等腰直角棱镜将预置激光器阵列的激光聚合成第一预置宽度的带状光束；将带状光束通过投影成像系统进行预置比例缩束，得到第二预置宽度的目标光束；通过在目标光束的垂直方向上设置的单块柱面透镜将目标光束准直，并成像至预置晶体的中心，目标光束的焦深大于晶体沿目标光束方向的尺寸。本申请解决了现有技术对激光器的光路进行整形对柱面透镜的需求量太大，而大尺寸的柱面透镜的加工和检测难度系数大，导致成本偏高的技术问题。

技术领域

本申请涉及光学设计和半导体激光器领域，尤其涉及一种半导体激光器光路整形方法及相关装置。

背景技术

板条激光放大器为了增强激光晶体的散热效果、获取更多的激光功率并保持激光器输出的激光具有优良的光束质量，需要把增益晶体设计成薄的长条形状，同时为了有效地利用晶体的增益区域，需要将泵浦激光器输出的光斑整形成长条形以达到模式的匹配。现有的方案多是使用柱面透镜组对水平和竖直方向的光斑分别进行整形，从而实现将光斑整形成所需要的尺寸；或者利用柱面透镜和球面透镜结合的方式对光束进行整形，但是这些方法中对柱面透镜的数量需求较大，且依赖性较强，但是，大尺寸的柱面透镜的加工和检测的难度系数较大，且所需的成本也较高。

发明内容

本申请提供了一种半导体激光器光路整形方法及相关装置，用于解决现有技术对激光器的光路进行整形对柱面透镜的需求量太大，而大尺寸的柱面透镜的加工和检测难度系数大，导致成本偏高的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种半导体激光器光路整形方法，包括：

通过第一预置等腰直角棱镜将预置激光器阵列的激光聚合成第一预置宽度的带状光束；

将所述带状光束通过投影成像系统进行预置比例缩束，得到第二预置宽度的目标光束，所述第二预置宽度小于所述第一预置宽度，所述投影成像系统包括球面透镜的双远心投影成像系统；

通过在所述目标光束的垂直方向上设置的单块柱面透镜将所述目标光束准直，并成像至预置晶体的中心，所述目标光束的焦深大于所述晶体沿所述目标光束方向的尺寸。

优选地，所述通过第一预置直角棱镜将预置激光器阵列的激光聚合成第一预置宽度的带状光束，之前还包括：

采用微透镜阵列对所述预置激光器输出的激光的慢轴进行准直；

采用柱面透镜对所述预置激光器输出的激光的快轴进行准直。

优选地，所述通过第一预置等腰直角棱镜将预置激光器阵列的激光聚合成第一预置宽度的带状光束，具体包括：

通过至少两个第二预置等腰直角棱镜将预置激光器阵列的激光粗聚合成至少两路第三预置宽度的预置光束，所述第三预置宽度小于所述第一预置宽度；

通过所述第一预置等腰直角棱镜将水平对应的两路所述预置光束聚合成所述第一预置宽度的所述带状光束。

优选地，所述第一预置等腰直角棱镜的直角边至少为所述预置光束的宽度的倍；

相应地，所述第二预置等腰直角棱镜的直角边至少为所述预置激光器阵列输出的激光的宽度的倍。

本申请第二方面提供了一种半导体激光器光路整形装置，包括：

聚合模块，用于通过第一预置等腰直角棱镜将预置激光器阵列的激光聚合成第一预置宽度的带状光束；

缩束模块，用于将所述带状光束通过投影成像系统进行预置比例缩束，得到第二预置宽度的目标光束，所述第二预置宽度小于所述第一预置宽度，所述投影成像系统包括球面透镜的双远心投影成像系统；