[发明专利]激光熔覆用半导体激光光源装置

摘要

本发明的激光熔覆用半导体激光光源装置，其由顺次排列的半导体激光迭阵(1)、快轴准直系统(2)、慢轴准直系统(3)、柱透镜阵列(4)、光束快轴平移系统、光束慢轴平移系统、柱透镜(7，8)组成望远扩束系统和胶合透镜组成的聚焦系统(9)和光纤(10)组成。其重量轻、体积小、电光转换效率高、寿命长，在输出功率相同的情况下，是其他激光器的1/3～1/10，运营成本是其他激光器的1/4～1/20，寿命是其他激光器的5～10倍达到20000小时以上。本发明的激光熔覆用半导体激光光源装置，实现了千瓦级激光的大功率、高亮度高质量直接输出，其可直接应用于激光加工领域中。

主权项

激光熔覆用半导体激光光源装置，其特征在于，其由顺次排列的半导体激光迭阵(1)、快轴准直系统(2)、慢轴准直系统(3)、柱透镜阵列(4)、光束快轴平移系统、光束慢轴平移系统、柱透镜(7，8)组成望远扩束系统和胶合透镜组成的聚焦系统(9)和光纤(10)组成；所述的半导体激光迭阵(1)由多个bar堆叠而成；所述的柱透镜阵列(4)为柱透镜阵列，其长度尺寸与半导体激光bar尺寸相同，高度尺寸与半导体激光迭阵(1)的尺寸相同，宽度的尺寸要保证使半导体激光迭阵(1)的光束能够沿慢轴方向分离成平行两束激光束；所述的光束快轴平移系统是由两个相同的长方体玻璃的第一个平行平板(5)和第二个平行平板(5’)构成，置于柱透镜阵列(4)和光束整形系统之间，使得经过柱透镜阵列4分离的光束通过第一个平行平板(5)和第二个平行平板(5’)实现沿快轴方向错开成两束平行激光束；所述的光束慢轴平移系统是由由两个相同的截面为平行四边形的玻璃的第一个平行平板(6)和第二个平行平板(6’)构成，置于快轴平移系统和扩束系统之间，使得经过快轴平移系统后的沿快轴方向错开成两束平行激光束，再沿慢轴方向发生平行平移，平行平移后的两束光束的中心光线在一个平面上，实现快慢轴光束的均匀分布，最后经过柱透镜(7，8)组成望远扩束系统和胶合透镜组成的聚焦系统(9)会聚至光纤(10)输出；所述的第一个平行平板(5)、第二个平行平板(5’)、第一个平行平板(6)、第二个平行平板(6’)均为利用折射原理做成的光束整形元件；光束快轴平移系统用来将经柱透镜阵列(4)分离光束沿快轴方向平行平移一段距离，光束慢轴平移系统用来将经过快轴平移系统平移光束沿慢轴实现光束平移，形成光束中心光线在一个平面上的两束平行的激光束；光束快轴平移系统和光束慢轴平移系统对激光束实现平移的距离均是遵循下述平移距离公式(a)： d = t 1 sin i 1 ( 1 - n cos i 1 n ′ 2 - n 2 sin 2 i 1 ) 式中，d为光线折射的偏移量，n为介质折射率，n’为光学玻璃折射率，t1为玻璃材料厚度，i1为光线入射角。