申请/专利权人：中国科学院福建物质结构研究所

申请日：2019-03-05

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN109687291B

主分类号：H01S5/40

分类号：H01S5/40;H01S5/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2019.05.21#实质审查的生效;2019.04.26#公开

摘要：本申请公开了一种阵列激光器耦合装置，该装置包括：阵列激光器和沿激光传输方向依序设置的平凸透镜、双凹透镜和耦合透镜，阵列激光器中各单激光器出射激光聚焦于平凸透镜的前焦点处；平凸透镜、双凹透镜和耦合透镜的光学中心共平面。该装置能将多路激光耦合同时准确耦合进入待耦合光学器件中。

主权项：1.一种阵列激光器耦合装置，其特征在于，包括：阵列激光器和沿激光传输方向依序设置的平凸透镜、双凹透镜和耦合透镜，所述阵列激光器中各单激光器出射激光聚焦于所述平凸透镜的前焦点处；所述平凸透镜、所述双凹透镜和所述耦合透镜的光学中心共平面；所述阵列激光器耦合装置包括反射镜组，所述阵列激光器出射激光由所述反射镜组反射后聚焦；所述反射镜组包括多个成对设置地反射镜和调整架，所述反射镜安装于所述调整架的一面上，所述反射镜与入射光所成角度由所述调整架调整；所述平凸透镜的后焦点与所述双凹透镜的虚焦点重合。

全文数据：阵列激光器耦合装置技术领域本申请涉及一种阵列激光器耦合装置，属于激光领域。背景技术半导体激光器是一类重要的激光器。它体积小、寿命长，并可采用注入电流的方式来泵浦。半导体激光器工作电压和电流能与集成电路兼容，因而可与之单片集成。半导体激光器还可以用高达GHz的频率直接进行电流调制以获得高速调制的激光输出。由于这些优点，半导体激光器在激光通信、光存储、光陀螺、激光打印、测距以及雷达等方面获得了广泛的应用。但是单个半导体激光器功率偏小，为了提高功率，需要将多个半导体激光器产生激光耦合后使用。现有技术中缺乏耦合多个半导体阵列激光器的技术手段。发明内容根据本申请的一个方面，提供了一种阵列激光器耦合装置，该装置能将多路激光耦合同时准确耦合进入待耦合光学器件中。所述阵列激光器耦合装置，其特征在于，包括：阵列激光器和沿激光传输方向依序设置的平凸透镜、双凹透镜和耦合透镜，所述阵列激光器中各单激光器出射激光聚焦于所述平凸透镜的前焦点处；所述平凸透镜、所述双凹透镜和所述耦合透镜的光学中心共平面。可选地，所述阵列激光器出光面的几何中心同时与所述平凸透镜、所述双凹透镜和所述耦合透镜的光学中心共平面；所述耦合透镜与待耦合器件的光学中心共平面且光路连接。可选地，包括反射镜组，所述阵列激光器出射激光由所述反射镜组反射后聚焦。可选地，所述反射镜组包括多个成对设置地反射镜和调整架，所述反射镜安装于所述调整架的一面上，所述反射镜与入射光所成角度由所述调整架调整。可选地，所述调整架包括：第一板体和支架，所述反射镜安装于所述第一板体的一侧面；所述支架安装于所述第一板体的另一侧面；所述支架包括第二板体、固定螺丝、多个调整螺丝和弹簧，所述固定螺丝将所述第二板体安装于所述第一板体上；所述弹簧套设于所述调整螺丝上，并压缩安装于所述第二板体和所述第一板体之间。可选地，所述阵列激光器为阵列排布地半导体激光器；优选地，所述阵列激光器包括8个所述单激光器，各所述单激光器按2行4列排布；优选地，所述阵列激光器包括激光器组，所述激光器组中所述单激光器按2行4列排布。可选地，所述平凸透镜的后焦点与所述双凹透镜的虚焦点重合；优选地，所述耦合透镜出射光聚焦于所述待耦合器件中。可选地，所述阵列激光器包括多个单激光器和块体，所述块体表面开设多个安装孔，所述安装孔阵列设置；各所述单激光器安装于所述安装孔中。可选地，所述阵列激光器包括激光透镜，所述激光透镜与所述单激光器出光面光路连接，并容纳设置于所述安装孔中。可选地，所述平凸透镜为平凸柱面镜或非球面透镜；所述耦合透镜为非球面透镜；所述待耦合器件为光纤，所述光纤为多模光纤。本申请中，“各透镜的光学中心”，是指任意方向的光线通过该点时，光线的传播方向不变。本申请中，“光路连接”，是指光束在传输路径上经过多个光学器件或不经过光学器件传输后进入目标器件。本领域技术人员可根据需要按本领域常规设置对光学器件进行排布，以实现光束传播的需要。本申请能产生的有益效果包括：1本申请所提供的阵列激光器耦合装置，能将多级半导体激光器产生的多路激光同时耦合进入光纤中，从而提高耦合效率。附图说明图1为本申请一种实施方式中阵列激光器耦合装置结构示意图；图2为图1中半导体阵列激光器结构示意图，其中a为半导体阵列激光器左视示意图；b为半导体阵列激光器局部剖视示意图；图3为图1中反射镜调整架结构示意图，其中a为反射镜调整架主视示意图；b为反射镜调整架左视示意图；部件和附图标记列表：部件名称附图标记部件名称附图标记阵列激光器1反射镜2调整架3平凸透镜4双凹透镜5耦合透镜6光纤7----------激光透镜110单激光器120第一板体11固定螺丝12调整螺丝13第二板体10具体实施方式下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。参见图1，本申请提供的阵列激光器耦合装置，包括：阵列激光器1和沿激光传输方向依序设置的平凸透镜4、双凹透镜5和耦合透镜6，所述阵列激光器1中各单激光器120出射激光聚焦于所述平凸透镜4的前焦点处；所述平凸透镜4、所述双凹透镜5和所述耦合透镜6的光学中心共平面。所述阵列激光器1中包括多个阵列排布的单激光器120，各激光器可以为各类需要耦合的激光器。可选地，所述阵列激光器1出光面的几何中心同时与所述平凸透镜4、所述双凹透镜5和所述耦合透镜6的光学中心共平面；所述耦合透镜6与待耦合器件的光学中心共平面且光路连接。参见图2a～b，可选地，所述阵列激光器1包括多个单激光器120和块体，所述块体表面开设多个安装孔，所述安装孔阵列排布；各所述单激光器120安装于所述安装孔中。可选地，阵列激光器1包括激光透镜110，所述激光透镜110设置于所述单激光器120出光面前，并容纳设置于所述安装孔中。可选地，包括反射镜2组，所述阵列激光器1出射激光由所述反射镜2组反射后聚焦。反射镜2组用于调整阵列激光器1的传输光路，从而将阵列激光器1传输的激光与平凸透镜4的前焦点聚焦。可选地，所述反射镜2组包括多个成对设置地反射镜2和调整架3，所述反射镜2安装于所述调整架3的一面上，所述反射镜2与入射光所成角度由所述调整架3调整。参见图3a～b，可选地，所述调整架3包括：第一板体11和支架，所述反射镜2安装于所述第一板体11的一侧面；所述支架安装于所述第一板体11的另一侧面；所述支架包括第二板体10、固定螺丝12、多个调整螺丝13和弹簧，所述固定螺丝12将所述第二板体10安装于所述第一板体11上；所述弹簧套设于所述调整螺丝13上，并压缩安装于所述第二板体10和所述第一板体11之间。使用时，将反射镜2调整至所需角度后，挤压第一板体11后旋转调整螺丝13。当调整螺丝13旋转到位后，释放第一板体11，在弹簧的作用下，第一板体11抵接固定反射镜2位置。采用本申请提供的阵列激光器1耦合装置，可有效提高对阵列激光器1产生的多路激光传输方向的调整效率，从而实现多路激光能准确耦合于入光面较小的光纤类光学器件中。可选地，所述平凸透镜4的后焦点与所述双凹透镜5的虚焦点重合；优选地，所述耦合透镜6出射光聚焦于所述待耦合器件中。可选地，所述耦合透镜6的焦点位于所述待耦合器件中。可选地，所述平凸透镜为平凸柱面镜或非球面透镜。可选地，所述耦合透镜6为非球面透镜。可选地，所述待耦合器件为光纤7，所述光纤7为多模光纤。可选地，所述阵列激光器1为阵列排布地半导体激光器；优选地，所述阵列激光器1包括8个所述单激光器120，各所述单激光器120按2行4列排布；优选地，所述阵列激光器1包括激光器组，所述激光器组中所述单激光器120按2行4列排布。在一具体实施例中，参见图3，反射镜2组中各反射镜2安装于能调节反射镜2与入射光线角度的调节部件上。调节架包括第一板体11和支架。反射镜2安装于第一板体11的一侧面上。支架包括第二板体10和多个螺丝。支架通过设置于第二板体10中心的固定螺丝12固定于第一板另一侧面上。调整螺丝13安装于板体的四个顶角处。调整螺丝13的一端伸出板体外，另一端与调整板相连接。板体与调整板之间设置弹簧。使用时，将反射镜2调整至所需角度后，挤压第一板体11后旋转调整螺丝13。当调整螺丝13旋转到位后，释放第一板体11，在弹簧的作用下，第一板体11抵接固定反射镜2位置。以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

权利要求：1.一种阵列激光器耦合装置，其特征在于，包括：阵列激光器和沿激光传输方向依序设置的平凸透镜、双凹透镜和耦合透镜，所述阵列激光器中各单激光器出射激光聚焦于所述平凸透镜的前焦点处；所述平凸透镜、所述双凹透镜和所述耦合透镜的光学中心共平面。2.根据权利要求1所述的阵列激光器耦合装置，其特征在于，所述阵列激光器出光面的几何中心同时与所述平凸透镜、所述双凹透镜和所述耦合透镜的光学中心共平面；所述耦合透镜与待耦合器件的光学中心共平面且光路连接。3.根据权利要求1所述的阵列激光器耦合装置，其特征在于，所述阵列激光器耦合装置包括反射镜组，所述阵列激光器出射激光由所述反射镜组反射后聚焦。4.根据权利要求3所述的阵列激光器耦合装置，其特征在于，所述反射镜组包括多个成对设置地反射镜和调整架，所述反射镜安装于所述调整架的一面上，所述反射镜与入射光所成角度由所述调整架调整。5.根据权利要求4所述的阵列激光器耦合装置，其特征在于，所述调整架包括：第一板体和支架，所述反射镜安装于所述第一板体的一侧面；所述支架安装于所述第一板体的另一侧面；所述支架包括第二板体、固定螺丝、多个调整螺丝和弹簧，所述固定螺丝将所述第二板体安装于所述第一板体上；所述弹簧套设于所述调整螺丝上，并压缩安装于所述第二板体和所述第一板体之间。6.根据权利要求1所述的阵列激光器耦合装置，其特征在于，所述阵列激光器为阵列排布地半导体激光器；优选地，所述阵列激光器包括8个所述单激光器，各所述单激光器按2行4列排布；优选地，所述阵列激光器包括多个激光器组，所述激光器组中所述单激光器按2行4列排布。7.根据权利要求1所述的阵列激光器耦合装置，其特征在于，所述平凸透镜的后焦点与所述双凹透镜的虚焦点重合；优选地，所述耦合透镜出射光聚焦于所述待耦合器件中。8.根据权利要求1所述的阵列激光器耦合装置，其特征在于，所述阵列激光器包括多个单激光器和块体，所述块体表面开设多个安装孔，所述安装孔阵列设置；各所述单激光器安装于所述安装孔中。9.根据权利要求8所述的阵列激光器耦合装置，其特征在于，所述阵列激光器包括激光透镜，所述激光透镜与所述单激光器出光面光路连接，并容纳设置于所述安装孔中。10.根据权利要求2所述的阵列激光器耦合装置，其特征在于，所述平凸透镜为平凸柱面镜或非球面透镜；所述耦合透镜为非球面透镜；所述待耦合器件为光纤，所述光纤为多模光纤。

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