[发明专利]一种应用于植物生长的激光照明系统

说明书

本发明提供了一种应用于植物生长的激光照明系统，包括沿光路传播方向依次设置的多个不同波长的激光光源、光束耦合整形光路和数字分光计；所述光束耦合整形光路将各个不同波长的激光光源进行腔外光栅合束整形，再通过数字分光计将不同波长的光按比例分配给植物。本发明将各个不同波长的植物生长所需要的光通过腔外激光光栅合束整形，得到高质量的光束，耦合整形后的光束经传输光纤传输，传输光纤尾部采用圆弧形，可以让光更均匀的从光纤尾部射出，增加了光束的质量，并提高了整个系统的稳定性，弧形反射杯形成类平行的光束经聚焦透镜汇入数字分光计。数字分光计将不同波长的光按所需要的比例分配给植物，以加快植物的生长。

技术领域

本发明涉及应用光学技术领域，具体涉及一种应用于植物生长的激光照明系统。

背景技术

目前我国高新激光器技术主要应用于军事、工业、航天航空等方面﹐但是我国仍是农业大国，对植物产量的需求也是日益增加。激光拥有极高的辐射能流﹑优良的单色性及极好的方向性，通过对植物产生的生物效应的研究﹐发现合适剂量的激光可以提高植物的光合效率﹐促使植物生长发育，解决植物光照的不足﹑植物缺少某些波段的光线等问题，从而达到增加植物生长的目的。

在植物生长方面，目前主要采用LED灯对植物进行补光以加快的它的生长，但是LED灯虽然成本低廉但是它的缺点也很明显，热稳定性差、发光强度低、波长不够匹配、和量子效率低等。然而激光拥有极好的单色性、方向性和极高的辐射能流，可以有效解决这一问题。在激光照明方面，目前激光照明主要是将相同波长的光源进行叠加从而达到加强光的光束质量和提升光的效率，但是单一波长的光无法满足植物生长的需求，简单的多光源叠加也无法按需分配给不同植物。

因此，如何提供一种将不同波长的光按需分配给植物的激光照明系统是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种应用于植物生长的激光照明系统，解决了以往LED灯和以往激光照明系统在植物生长方面的不足，加快了植物的生长，同时方便用户使用，操作简便。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种应用于植物生长的激光照明系统，包括沿光路传播方向依次设置的多个不同波长的激光光源、光束耦合整形光路和数字分光计；

所述光束耦合整形光路将各个不同波长的激光光源进行光栅合束整形，再通过数字分光计将不同波长的光按比例分配给植物。

优选的，所述各个不同波长的激光光源排成阵列。

优选的，所述光束耦合整形光路包括沿光路传播方向依次设置的准直镜、聚焦透镜一、透射光栅、传输光纤、弧形反射杯和聚焦透镜二；

所述准直镜为多个，且每个激光光源的输出光路对应一个准直镜；

所述聚焦透镜一将准直后的激光束聚焦，入射至所述透射光栅；

所述透射光栅将多个不同波长的激光进行耦合整形，汇入所述传输光纤；相比于其他常规的非相干合束，利用透射光栅合成光束可以保持光束质量并提升功率。与其他常规相干合束相比，不需要对发光的点位和光程进行精准控制则更容易实施。

所述弧形反射杯将所述传输光纤尾部发出的激光反射后成为类平行的光束汇入所述聚焦透镜二；

经所述聚焦透镜二聚焦的光线射入至所述数字分光计。

优选的，所述多个不同波长的激光光源包括405nm波段的GaAs半导体激光器、375nm波段的GaAs半导体激光器和635nm波段的GaAs半导体激光器。分别选择三个波段的GaAs半导体激光器的原因是：植物生长对这三个波段的光吸收率高，而且GaAs半导体激光器具有如下优点：

(1)体积小，重量轻；

(2)驱动功率和电流较低；