多光束雷射器合束裝置製造方法
2024-01-29 00:21:15
多光束雷射器合束裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型揭示了一種多光束雷射器合束裝置，包括一個第一雷射器和至少一個的第二雷射器，還包括與所述第二雷射器的數量相匹配的二向色鏡，所述第一雷射器設置在所有所述二向色鏡的透射光路上，所述第二雷射器設置在各自相對應的所述二向色鏡的反射光路上，所述第一雷射器和第二雷射器發出的光分別經過所述二向色鏡透射和反射之後重合成一條輸出光路，所述輸出光路上依次設有消色差透鏡、小孔光闌、合束鏡和準直器。本實用新型使兩種或兩種以上波長的光高精度合束，實現空間濾波，提高光束質量，同時實現體積小，性能穩定。
【專利說明】多光束雷射器合束裝置
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬於半導體雷射器【技術領域】，尤其涉及一種多光束雷射器合束裝置。
【背景技術】
[0002] 光電子成像技術是眼視光研究領域的重要組成部分，有著重要的意義，在幫助臨 床眼科醫生診斷治療眼科疾病、提高眼科醫療水平，和科研人員獲取人眼表面或內部生物 組織圖像等方面扮演著重要的角色，極大地推動了眼視光學科的發展。近十年來，與波前像 差測量、校正相關的技術研究和光電子成像儀器的發展引起了人們廣泛的關注，自適應光 學技術與光學相干層析成像儀、共焦掃面雷射檢眼鏡的結合，使得醫生能夠獲得活體人眼 眼底細胞量級上的細胞、血管和視盤篩板圖像，從而對眼科疾病實現超早期診斷與治療有 著深遠的影響。
[0003] 隨著雷射技術的不斷成熟發展，越來越多的被使用到醫療儀器的研發中，如利用 雷射光束的單色性，不同波長可激發出不同的螢光波長，從而實現對納米級細胞的觀測，即 流式細胞儀；通過不同波長的位相差異，實現對眼底視網膜的成像，即眼底成像儀。目前所 使用的儀器，合束一般都是自由空間的兩束光經過反射鏡進行耦合，存在合束精度差，溫度 可靠性不良，背景噪聲大等缺點，無法滿足對病因的檢查要求。 實用新型內容
[0004] 鑑於上述現有技術存在的缺陷，本實用新型的目的是提出一種基於雷射光纖耦合 原理的多光束雷射器合束裝置，將兩個及兩個以上波長的雷射器的光束進行合束，可應用 於流式細胞儀及眼底成像等生物醫療系統。
[0005] 本實用新型的目的將通過以下技術方案得以實現：
[0006] 一種多光束雷射器合束裝置，包括一個第一雷射器和至少一個的第二雷射器，還 包括與所述第二雷射器的數量相匹配的二向色鏡，所述第一雷射器設置在所有所述二向色 鏡的透射光路上，所述第二雷射器設置在各自相對應的所述二向色鏡的反射光路上，所述 第一雷射器和第二雷射器發出的光分別經過所述二向色鏡透射和反射之後重合成一條輸 出光路，所述輸出光路上依次設有消色差透鏡、小孔光闌、合束鏡和準直器。準直器包括準 直透鏡及準直器套筒，選擇合適的準直鏡得到不同光斑大小的準直光束，調節準直鏡可提 高耦合效率，進而提高綠光的偏振特性。通過共同的消色差透鏡聚焦後進入小孔光闌，從而 實現空間濾波，攔截雜散光，提高光束質量，實現不同波長的相同波陣面的輸出，避免的不 同波長的差異，達到高精度合束的目的。利用消色差透鏡，使兩種或兩種以上波長的光高精 度合束，在很寬的溫度範圍內，合束的變化量可以忽略不計。
[0007] 優選的，上述的多光束雷射器合束裝置，其中：所述第一雷射器與最先透射的所述 二向色鏡之間設有一用於準直光斑大小的耦合鏡，和/或所述第二雷射器與各自相對應的 所述二向色鏡之間分別設有一用於準直光斑大小的準直鏡。
[0008] 優選的，上述的多光束雷射器合束裝置，其中：所述第一雷射器發出的光通過第一 光纖耦合進入所述耦合鏡中，和/或所述第二雷射器發出的光通過第二光纖耦合進入所述 準直鏡中。
[0009] 優選的，上述的多光束雷射器合束裝置，其中：經過所述合束鏡的光通過公共光纖 耦合進入所述準直器中。通過在公共光纖端的準直器，實現紅綠光的準直，可得到光斑的大 小為 0· 4mm?0· 5mm〇
[0010] 優選的，上述的多光束雷射器合束裝置，其中：還包括平面波導，所述第一雷射器 和第二雷射器發出的光分別通過第一光纖和第二光纖耦合進入所述平面波導，經過所述平 面波導之後重合成一條輸出光路，所述輸出光路上依次設有合束鏡和準直器，經過所述合 束鏡的光通過公共光纖耦合進入所述準直器中。可採用平面波導的方式，實現不同波長的 光的高精度合束實現空間濾波，不同波長的相同波陣面的輸出。
[0011] 優選的，上述的多光束雷射器合束裝置，其中：所述第一雷射器和所述第二雷射器 分別為倍頻雷射器或半導體雷射器。
[0012] 優選的，上述的多光束雷射器合束裝置，其中：所述合束鏡採用雷射焊接的方法進 行製作，具有無應力，可靠性強的特點。
[0013] 優選的，上述的多光束雷射器合束裝置，其中：所述第一光纖、第二光纖和公共光 纖分別為單模光纖或光子晶體光纖，實現進一步濾波，通過光纖的外包層，有效降低雜散 光，抑制光路中的背景噪聲，提高光束質量。
[0014] 優選的，上述的多光束雷射器合束裝置，其中：所述二向色鏡的厚度為lmnT4mm， 其光楔角度大於等於0.5°。
[0015] 本實用新型的突出效果為：
[0016] 本實用新型的一種多光束雷射器合束裝置，通過選擇合適的準直鏡得到不同光斑 大小的準直光束，調節準直鏡可提高耦合效率，進而提高綠光的偏振特性。通過共同的消色 差透鏡聚焦後進入小孔光闌，從而實現空間濾波，攔截雜散光，提高光束質量，實現不同波 長的相同波陣面的輸出，避免的不同波長的差異，達到高精度合束的目的。利用消色差透 鏡，使兩種或兩種以上波長的光高精度合束，在很寬的溫度範圍內，合束的變化量可以忽略 不計。或者，可採用平面波導的方式，實現不同波長的光的高精度合束實現空間濾波，不同 波長的相同波陣面的輸出。光纖可實現進一步濾波，通過光纖的外包層，有效降低雜散光， 抑制光路中的背景噪聲，提高光束質量，滿足醫療儀器對低噪聲的使用要求，提高的儀器的 整體精度，減少了醫生的誤判的概率，同時實現體積小，性能穩定。
[0017] 以下便結合實施例附圖，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步的詳述，以使本 實用新型技術方案更易於理解、掌握。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 圖1是本實用新型實施例1的光學配置框圖；
[0019] 圖2是本實用新型實施例2的光學配置框圖；
[0020] 圖3是本實用新型實施例3的光學配置框圖；
[0021] 圖4是本實用新型實施例4的光學配置框圖。
【具體實施方式】
[0022] 實施例1
[0023] 本實施例的一種多光束雷射器合束裝置，如圖1所示，包括一個第一雷射器1和一 個第二雷射器2,可選的，第一雷射器1和第二雷射器2分別為倍頻雷射器或半導體雷射器。 還包括一個二向色鏡3,第一雷射器1設置在二向色鏡3的透射光路上，第二雷射器2設置 在二向色鏡3的反射光路上，第一雷射器1與二向色鏡3之間設有用於準直光斑大小的耦 合鏡4,第二雷射器2與二向色鏡3之間設有用於準直光斑大小的準直鏡5。第一雷射器1 和第二雷射器2發出的光分別經過二向色鏡3透射和反射之後重合成一條輸出光路，輸出 光路上依次設有消色差透鏡6、小孔光闌7、合束鏡8和準直器9。第一雷射器1發出的光通 過第一光纖10耦合進入耦合鏡4中，第二雷射器2發出的光通過第二光纖11耦合進入準 直鏡5中。經過合束鏡8的光通過公共光纖12耦合進入準直器9中。其中，二向色鏡3的 厚度為lmnT4mm，其光楔角度大於等於0.5°。合束鏡8採用雷射焊接的方法進行製作。第 一光纖10、第二光纖11和公共光纖12分別為單模光纖或光子晶體光纖。
[0024] 本實施例的多光束雷射器合束方法，包括以下步驟：
[0025] 第一步，第一雷射器1發出的光通過第一光纖10 f禹合進入f禹合鏡4中，再通過奉禹 合鏡4進行光束整形，使光斑大小滿足要求，通過具有楔角的二向色鏡3透射後經消色差透 鏡6聚焦進入小孔光闌7,最後經合束鏡8進入公共光纖12 ;
[0026] 第二步，第二雷射器2發出的光通過第二光纖11耦合進入準直鏡5中，再通過準 直鏡5進行光束整形，使光斑大小滿足要求通過二向色鏡3的反射後經消色差透鏡6聚焦 進入小孔光闌7,最後經合束鏡8進入公共光纖12 ;
[0027] 第三步，利用準直器9同時對公共光纖12輸出的光進行準直，根據不同的光斑要 求，可實現不同光斑大小的準直光斑。
[0028] 實施例2
[0029] 本實施例的一種多光束雷射器合束裝置，如圖2所示，包括一個第一雷射器1和一 個第二雷射器2,可選的，第一雷射器1和第二雷射器2分別為倍頻雷射器或半導體雷射器。 還包括一個二向色鏡3,第一雷射器1設置在二向色鏡3的透射光路上，第二雷射器2設置 在二向色鏡3的反射光路上，第一雷射器1與二向色鏡3之間設有用於準直光斑大小的耦 合鏡4,第二雷射器2與二向色鏡3之間設有用於準直光斑大小的準直鏡5。第一雷射器1 和第二雷射器2發出的光分別經過二向色鏡3透射和反射之後重合成一條輸出光路，輸出 光路上依次設有消色差透鏡6、小孔光闌7、合束鏡8和準直器9。經過合束鏡8的光通過公 共光纖12耦合進入準直器9中。其中，二向色鏡3的厚度為lmnT4mm，其光楔角度大於等 於0.5°。合束鏡8採用雷射焊接的方法進行製作。公共光纖12為單模光纖或光子晶體光 纖。
[0030] 本實施例的多光束雷射器合束方法，包括以下步驟：
[0031] 第一步，第一雷射器1發出的光通過耦合鏡4進行光束整形，使光斑大小滿足要 求，通過具有楔角的二向色鏡3透射後經消色差透鏡6聚焦進入小孔光闌7,最後經合束鏡 8進入公共光纖12 ;
[0032] 第二步，第二雷射器2發出的光通過準直鏡5進行光束整形，使光斑大小滿足要求 通過二向色鏡3的反射後經消色差透鏡6聚焦進入小孔光闌7,最後經合束鏡8進入公共光 纖12;
[0033] 第三步，利用準直器9同時對公共光纖12輸出的光進行準直，根據不同的光斑要 求，可實現不同光斑大小的準直光斑。
[0034] 實施例3
[0035] 本實施例的一種多光束雷射器合束裝置，如圖3所示，包括一個第一雷射器1和三 個第二雷射器21，22和23。可選的，第一雷射器1和第二雷射器21，22和23分別為倍頻 雷射器或半導體雷射器。還包括三個與第二雷射器21，22和23的相對應的二向色鏡31， 32和33,第一雷射器1設置在二向色鏡31，32和33的透射光路上，第二雷射器21設置在 二向色鏡31的反射光路上，第二雷射器22設置在二向色鏡32的反射光路上，第二雷射器 23設置在二向色鏡33的反射光路上，第一雷射器1與二向色鏡31之間設有用於準直光斑 大小的f禹合鏡4,第二雷射器21與二向色鏡31之間設有用於準直光斑大小的準直鏡51，第 二雷射器22與二向色鏡32之間設有用於準直光斑大小的準直鏡52,第二雷射器23與二向 色鏡33之間設有用於準直光斑大小的準直鏡53。第一雷射器1和第二雷射器21，22和23 發出的光分別經過二向色鏡31，32和33透射和反射之後重合成一條輸出光路，輸出光路上 依次設有消色差透鏡6、小孔光闌7、合束鏡8和準直器9。第一雷射器1發出的光通過第 一光纖10耦合進入耦合鏡4中，經過合束鏡8的光通過公共光纖12耦合進入準直器9中。 其中，二向色鏡31，32和33的厚度為lmnT4mm，其光楔角度大於等於0. 5°。合束鏡8採用 雷射焊接的方法進行製作。第一光纖10和公共光纖12分別為單模光纖或光子晶體光纖。
[0036] 本實施例的多光束雷射器合束方法，包括以下步驟：
[0037] 第一步，第一雷射器1發出的光通過第一光纖10 f禹合進入f禹合鏡4中，再通過奉禹 合鏡4進行光束整形，使光斑大小滿足要求，通過具有楔角的二向色鏡31，32和33透射後 經消色差透鏡6聚焦進入小孔光闌7,最後經合束鏡8進入公共光纖12 ;
[0038] 第二步，第二雷射器21發出的光通過準直鏡51進行光束整形，使光斑大小滿足要 求通過二向色鏡31的反射、二向色鏡32和33的透射後經消色差透鏡6聚焦進入小孔光闌 7,最後經合束鏡8進入公共光纖12 ;
[0039] 第三步，第二雷射器22發出的光通過準直鏡52進行光束整形，使光斑大小滿足要 求通過二向色鏡32的反射和33的透射後經消色差透鏡6聚焦進入小孔光闌7,最後經合束 鏡8進入公共光纖12 ;
[0040] 第四步，第二雷射器23發出的光通過準直鏡53進行光束整形，使光斑大小滿足要 求通過二向色鏡33的反射後經消色差透鏡6聚焦進入小孔光闌7,最後經合束鏡8進入公 共光纖12 ;
[0041] 第五步，利用準直器9同時對公共光纖12輸出的光進行準直，根據不同的光斑要 求，可實現不同光斑大小的準直光斑。
[0042] 實施例4
[0043] 本實施例的一種多光束雷射器合束裝置，如圖4所示，包括第一雷射器1和第二激 光器2,可選的，第一雷射器1和第二雷射器2分別為倍頻雷射器或半導體雷射器。還包括 平面波導13,第一雷射器1和第二雷射器2發出的光分別通過第一光纖10和第二光纖11 耦合進入平面波導13,經過平面波導13之後重合成一條輸出光路，輸出光路上依次設有合 束鏡8和準直器9,經過合束鏡8的光通過公共光纖12耦合進入準直器9中。
[0044] 本實施例的多光束雷射器合束方法，包括以下步驟：第一雷射器1和第二雷射器2 發出的光分別通過第一光纖10和第二光纖11耦合進入平面波導13 ;平面波導13輸出的 光經合束鏡8耦合進公共光纖12 ;利用準直器9同時對公共光纖12輸出的光進行準直，得 到滿足要求的光斑大小的光。
[0045] 本實用新型尚有多種實施方式，凡採用等同變換或者等效變換而形成的所有技術 方案，均落在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1. 一種多光束雷射器合束裝置，包括一個第一雷射器和至少一個的第二雷射器，其特 徵在於：還包括與所述第二雷射器的數量相匹配的二向色鏡，所述第一雷射器設置在所有 所述二向色鏡的透射光路上，所述第二雷射器設置在各自相對應的所述二向色鏡的反射光 路上，所述第一雷射器和第二雷射器發出的光分別經過所述二向色鏡透射和反射之後重合 成一條輸出光路，所述輸出光路上依次設有消色差透鏡、小孔光闌、合束鏡和準直器。
2. 根據權利要求1所述的多光束雷射器合束裝置，其特徵在於：所述第一雷射器與最 先透射的所述二向色鏡之間設有一用於準直光斑大小的耦合鏡，和/或所述第二雷射器與 各自相對應的所述二向色鏡之間分別設有一用於準直光斑大小的準直鏡。
3. 根據權利要求2所述的多光束雷射器合束裝置，其特徵在於：所述第一雷射器發出 的光通過第一光纖耦合進入所述耦合鏡中，和/或所述第二雷射器發出的光通過第二光纖 耦合進入所述準直鏡中。
4. 根據權利要求1所述的多光束雷射器合束裝置，其特徵在於：經過所述合束鏡的光 通過公共光纖耦合進入所述準直器中。
5. 根據權利要求1所述的多光束雷射器合束裝置，其特徵在於：所述第一雷射器和所 述第二雷射器分別為倍頻雷射器或半導體雷射器。
6. 根據權利要求1所述的多光束雷射器合束裝置，其特徵在於：所述合束鏡採用雷射 焊接的方法進行製作。
7. 根據權利要求3所述的多光束雷射器合束裝置，其特徵在於：所述第一光纖、第二光 纖和公共光纖分別為單模光纖或光子晶體光纖。
8. 根據權利要求1所述的多光束雷射器合束裝置，其特徵在於：所述二向色鏡的厚度 為lmnT4mm，其光楔角度大於等於0. 5°。
【文檔編號】H01S5/06GK203911229SQ201420094942
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年3月4日 優先權日:2014年3月4日
【發明者】宮廣彪, 季朝華, 羅寧一 申請人:維林光電(蘇州)有限公司