多光纤激光光源耦合系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种激光光源光纤耦合设计。本发明包括LD光源，直角棱镜，汇聚透镜，光纤跳线及其他配套的金属支撑装置。本发明应用LD光源发出的激光，通过直角棱镜反射到汇聚透镜上，汇聚后光束耦合在光纤跳线的光纤纤芯上。本发明设计机构简单，系统密封性好，稳定性强，光功率密度很高，易于集成，使用光纤耦合，有非常广的使用方向。
【专利说明】
多光纤激光光源絹合系统
技术领域
[0001]本发明涉及激光耦合技术，具体为一种多光纤激光光源耦合系统，应用于激光光源领域，尤其是需要高功率密度双光纤输出的领域。
【背景技术】
[0002]目前，市面上已经有一些激光光源和激光耦合方案，应用于照明、舞台灯光和测试仪器等领域。但是一般的激光光源的体积比较大，密封性差，降低了光源的使用寿命。另外，大多数激光器使用硬光路输出，不能满足复杂环境下对光源的要求。所以提出新的耦合方案，实现光源小型化，解决密封问题，完成软光路耦合。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提出一种激光光源光纤耦合设计，具有小型化，全密封，大功率，多光纤输出的优点，满足业内对小体积，长使用寿命，软光路输出的使用要求。
[0004]本发明是采用如下技术方案实现的:
一种多光纤激光光源耦合系统，包括激光光源阵列，所述激光光源阵列按照Χ*γ方式布置，即X列分为Y组;每组激光光源上方设置有一个直角棱镜，Y个直角棱镜的高度逐级递增呈阶梯状排布，每个直角棱镜反射该组激光光源发出的激光。
[0005]其中，每列激光光源发出的激光光束经各自直角棱镜反射后，入射至相应的汇聚透镜上。每个汇聚透镜的焦点处放置光纤跳线，即光纤跳线的入射端面正好位于焦点处，该入射端面直径应大于焦点处光斑直径。
[0006]工作时，激光光源发出Χ*Υ束激光，两两为一组。直角棱镜在激光器上方固定，呈阶梯状紧密排列，高度逐级递增。以一组激光光源发出的两束激光为例，第一束激光光束垂直射到对应的直角棱镜的一直角面上，光线进入该直角棱镜后发生全反射，传播方向偏转九十度，垂直于另一直角面发射出来，打到对应的汇聚透镜上;第二束激光也垂直射到该直角棱镜的一直角面上，按照相同的反射原理打到对应的汇聚透镜上。以此类推，每组激光光源的一激光光束经过各自对应的直角棱镜后打到对应的汇聚透镜上;另一激光光束经过各自对应的直角棱镜后打到对应的汇聚透镜上。在两个汇聚透镜的焦点处分别放置两根光纤跳线；一列激光光源发出的光束耦合进相应光纤端面内，另一列激光光源发出的光束耦合进另一光纤端面内。
[0007]与现有技术相比，该耦合系统的有益效果如下:
1、体积小，易集成:采用空间耦合的方式，单个光源的体积非常小，便于大规模集成，满足各种场合的需求。
[0008]2、大功率，易安装:极少数的光学镜片，激光有限的光学面，损耗很低，可以实现很大的功率；由于使用了很少的光学镜片，容易安装，易于实现大规模的生产。
[0009]3、使用寿命长:使用合理的机械设计，易于密封，减少了灰尘，水蒸气对光源及内部光路的污染，大大增加了光源的使用寿命。
[0010]本发明设计合理，机构简单，系统密封性好，稳定性强，光功率密度很高，易于集成，使用光纤耦合，有非常广的使用范围和较好的市场应用价值。
【附图说明】
[0011 ]图1表示耦合系统的结构示意图。
[0012]图2是激光的传播示意图。
[0013]图中，101?108-第一?第八LD光源，201?202-第一?第二直角棱镜，301-第一汇聚透镜，302-第二汇聚透镜，401-第一光纤跳线，402-第二光纤跳线。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。
[0015]—种多光纤激光光源耦合系统，包括激光光源阵列，激光光源采用LD光源或者其它固体光源。
[0016]如图1所示，本实施例中所述的LD光源按照2*4的方式整齐排布，即共2列，分为4组;每组激光光源的正上方设置有一个直角棱镜，直角棱镜共需四个，每个直角棱镜反射对应一组LD发出的激光，4个直角棱镜的高度逐级递增呈阶梯状排布，呈阶梯状排布，且直角棱镜的直角边的宽度配合光斑，使LD光源发出的光线不会从直角棱镜露出，反射后的光束不会互相干涉。图1中，第一直角棱镜201位于第一 LD光源101和第五LD光源105的上方，第二直角棱镜202位于第二 LD光源102和第六LD光源106的上方，第三直角棱镜203位于第三LD光源103和第七LD光源107的上方，第四直角棱镜位于第四LD光源104和第八LD光源108的上方。
[0017]其中，每列激光光源发出的激光光束经各自直角棱镜反射后，入射至相应的汇聚透镜上。每个汇聚透镜的焦点处放置光纤跳线，即光纤跳线的入射端面位于焦点处，该入射端面直径大于焦点处光斑直径。透镜距离棱镜组的距离一致，且高低一致，透镜的中心在反射光束的光轴上;光束经过的光学面，包括直角棱镜、汇聚透镜、光纤跳线端面均镀增透膜。光纤跳线的纤芯直径应大于耦合透镜组汇聚后的光斑的大小。
[0018]具体为，如图2所示，第一 LD光源101和第五LD光源105发出的激光光束1lc和105c垂直射到第一直角棱镜201的直角面201a上，满足棱镜的全反射条件，从其另一直角面201b射出；同理，激光光束102c和106c垂直射到第一直角棱镜202的直角面202a上，满足棱镜的全反射条件，从其另一直角面202b射出；同理，激光光束103c和107c垂直射到第一直角棱镜203的直角面203a上，满足棱镜的全反射条件，从其另一直角面203b射出；同理，激光光束104c和108c垂直射到第一直角棱镜204的直角面204a上，满足棱镜的全反射条件，从其另一直角面204b射出。激光光束101c、激光光束102c、激光光束103c、激光光束104c都打到第一汇聚透镜301上，进入第一光纤跳线401;激光光束105c、激光光束106c、激光光束107c、激光光束108c都打到第二汇聚透镜302上，进入第二光纤跳线402。至此，所有激光光束便被耦合进相应的光纤内。
[0019]本实施例的多光纤激光光源耦合系统应用LD光源发出的激光，通过直角棱镜反射到汇聚透镜上，汇聚后光束耦合在光纤跳线的光纤纤芯上。本设计机构简单，系统密封性好，稳定性强，光功率密度很高，易于集成，使用光纤耦合，有非常广的使用范围。
[0020]最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实施例本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明的技术方案的精神和范围，其均应涵盖本发明的权利要求保护范围中。
【主权项】
1.一种多光纤激光光源耦合系统，其特征在于:包括激光光源阵列，所述激光光源阵列按照X*Y方式布置，即X列分为Y组;每组激光光源上方设置有一个直角棱镜，Y个直角棱镜的高度逐级递增呈阶梯状排布，每个直角棱镜反射该组激光光源发出的激光； 每列激光光源发出的激光经各自直角棱镜反射后，入射至相应的汇聚透镜上； 每个汇聚透镜的焦点处放置光纤跳线，即光纤跳线的入射端面位于焦点处，该入射端面直径大于焦点处光斑直径。2.根据权利要求1所述的多光纤激光光源耦合系统，其特征在于:所述激光光源阵列按照2*4方式布置。3.根据权利要求1或2所述的多光纤激光光源耦合系统，其特征在于:所述激光光源为LD光源。
【文档编号】G02B6/42GK105929495SQ201610541114
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年7月11日
【发明人】高文宏, 赵永高, 胡元元, 郭泽斌, 苗彩霞
【申请人】山西傲维光视光电科技有限公司