[发明专利]一种塔式结构激光源

说明书

本发明提供一种塔式结构激光源，包括塔型基座、发光模块、聚集透镜和输出光纤，塔型基座的塔层包括共轴线设置的顶部塔层和底部塔层，底部塔层和顶部塔层的侧面均环设有多个安装平台，顶部塔层的横截面积小于底部塔层的横截面积，每一安装平台上均设有发光模块，聚焦透镜位于所有发光模块的出光方向，从而使各发光模块发出的激光被聚焦透镜聚焦于输出光纤。通过设置具有多层塔层的塔型基座，并使每一塔层上均环设有多个发光模块，从而所有发光模块发出的光可以组成多个同心光圈，聚焦透镜聚焦所有光圈使之被聚焦为与输出光纤孔径相适应的圆形光斑，从而充分利用输出光纤的孔径且确保输出光纤中能量均匀。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种塔式结构激光源。

背景技术

激光器是一种能够用于发射激光的装置，通过设置在其中的激光芯片产生激光，但是单个激光芯片功率有限，产生的激光亮度不能满足实际要求，所以需要多个半导体激光单管进行叠加，增加输出激光的亮度。此外，在一些特殊的应用领域，例如激光照明，需要输出光斑具有较好的数值孔径分布均匀性。

而现有的激光器中，多个激光芯片输出的多束激光经聚焦合束后对应的多个光斑的分布区域呈矩形，如图6所示，这种矩形分布的光斑的横截面积小于输出光纤的孔径内径，从而不能充分输出光纤的大数值孔径(图6中，圆形虚线圈为输出光纤的内径圆，该虚线圈中的矩形阴影为光斑的横截面积，虚线圈中的空白区域即为输出光纤的大数值孔径)，不仅造成光纤的数值孔径的浪费，并且由于虚线圈中的空白区域中没有耦合光从而造成光斑在输出光纤中能量分布不均匀。

发明内容

发明实施例的目的是提供一种塔式结构激光源，能够使射入输出光纤的光斑能量分布均匀。

发明提供一种塔式结构激光源，包括塔型基座、若干发光模块、聚集透镜和输出光纤，所述塔型基座的塔层至少包括共轴线设置的顶部塔层和底部塔层，每一所述塔层的侧面均环设有多个安装平台，所述顶部塔层的横截面积小于所述底部塔层的横截面积，每一所述安装平台上均至少设有一所述发光模块，所述顶部塔层朝向所述聚焦透镜设置，且所述聚焦透镜位于所有发光模块的出光方向，各发光模块发出的激光被所述聚焦透镜聚焦于所述输出光纤。

进一步地，所述底部塔层与顶部塔层之间还设有一个或者多个中间塔层，所有所述中间塔层的侧面亦均环设有多个安装平台，每一所述安装平台上均至少设有一所述发光模块，且距离所述聚焦透镜越远的塔层的横截面积越大。

进一步地，每一所述塔层的安装平台均均匀的分布于对应的侧面，所述顶部塔层的侧面有N个安装平台，与所述顶部塔层连接的所述底部塔层或者中间塔层的侧面有M个安装平台，M、N均为大于2的整数，且M＞N。

进一步地，距离所述聚焦透镜越远的塔层上的安装平台数量越多，且任意两个所述发光模块发出的光均相互平行。

进一步地，所有塔层的能量输出密度相同，每一塔层中发光模块的数量等于该塔层中安装平台的数量，每一塔层上的多个发光模块在对应的侧面上环设成圈形，且

其中，R为具有M个安装平台的塔层上发光模块与对应圈形的圈心之间的距离，r为顶部塔层上发光模块与对应圈形的圈心之间的距离，a为确保M为大于N的整数的调节量。

进一步地，所述顶部塔层顶部朝向所述聚焦透镜设有TO-CAN封装的发光单元，所述发光单元的出射光射向所述聚焦透镜的中心。

进一步地，同一塔层中相邻的两个所述安装平台直接相连，从而使每一所述塔层的侧面为多个安装平台首尾相连组成的多边形结构，所有塔层的侧面均为正多边形结构，安装于安装平台上的发光模块相对该安装平台表面的中轴线对称设置或者位于该安装平台的中轴线上。