一種多路合光元件的製作方法

2023-08-03 06:33:46

專利名稱：一種多路合光元件的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及光學領域，特別涉及一種 多路合光元件。
背景技術：
由於雷射器的諸多優點，在工業、軍事、通信、顯示等眾多領域被廣泛應用，同時對雷射器的輸出功率和亮度的要求也越來越高。由於單個雷射器的輸出功率有限，因此為了適應高功率和高亮度的應用場合，將多個雷射束進行合光成為一項重要的技術。現有技術中主要利用偏振合光稜鏡進行合束，如圖I所不，P偏振光和S偏振光分別同PBS稜鏡的不同面入射，P偏振光直接通過PBS稜鏡的膠合面透射，S偏振光入射到膠合面之後反射出去，實現與P偏振光的合束。然而一個偏振合光稜鏡最多只能實現兩路光的合束，功率也有限，實際應用中，可能需要合束三路光以上的多路光合束，或者需要大功率的合束，因此現有技術中利用多個PBS稜鏡來實現多路光的合束。但是利用多個PBS稜鏡實現多路光合束時該合束組件體積較大，不便組裝，調節複雜，使用起來極為不便。
發明內容本實用新型的目的在於解決現有的合光裝置體積大、不便組裝、調節複雜的缺陷，提供一種體積較小、不用組裝和調節的多路合光元件。為達上述目的，本實用新型提供一種多路合光元件，由第一三稜鏡的斜面和第二三稜鏡的斜面分別與光學玻璃體的兩端膠合而成，且所述兩斜面上均設有偏振分光膜；所述第一三稜鏡具有相互垂直的第一面和第二面，所述第二三稜鏡具有相互垂直的第三面和第四面，其中所述第四面和所述第二面相對設置；平行所述第一面處設有第一 1/4波片，平行所述第二面處設有第二 1/4波片，平行所述第三面的相對面處設有第三1/4波片；所述第一 1/4波片、第二 1/4波片和第三1/4波片均具有遠離所述多路合光元件的入射面和靠近所述多路合光元件的反射面；所述入射面使多路光束入射進所述多路合光元件內，所述反射面使入射到所述反射面的光束反射回去。實施時，所述第一 1/4波片、第二 1/4波片和第三1/4波片上鍍有高反膜，所述高反膜的反射波段為從反射面射入的光的波長。進一步地，所述第一 1/4波片、第二 1/4波片和第三1/4波片上鍍有高透膜，所述高透膜的透光波段為從入射面射入的光的波長。與現有技術相比，本實用新型的有益效果在於，利用一個多路合光元件代替傳統的用來合光的多個PBS稜鏡，體積小，使用方便，可輕鬆實現將多路相同或不同波長的光合成一束的目的。

圖I為P偏振光和S偏振光的光學特性意圖；[0011]圖2為本實用新型的結構示意圖。附圖標記說明10_第一三稜鏡；20_第二三稜鏡；30_光學玻璃體；101-第一 1/4波片；102-第二 1/4波片；201_第三1/4波片。
具體實施方式
以下結合附圖，就本 實用新型上述的和另外的技術特徵和優點做進一步地說明。請參見圖2，為本實用新型的結構示意圖。由圖2可看出，多路合光元件是由第一三稜鏡10、第二三稜鏡20和光學玻璃體30膠合而成的一長方體。其中第一三稜鏡10的兩直角面分別定義為第一面和第二面，斜面為e面；第二三稜鏡20的兩直角面分別定義為第三面和第四面，斜面為f 面，其中第四面和第二面相對設置。如圖2所示，多路合光元件具體是由第一三稜鏡10的斜面e和第二三稜鏡20的斜面f分別與光學玻璃體的兩端膠合而成。平行第一面處放置有第一 1/4波片101，平行第二面處放置有第二 1/4波片102，平行第三面的對側面處放置第三1/4波片201。第一 1/4波片、第二 1/4波片和第三1/4波片均具有遠離多路合光元件的入射面和靠近多路合光元件的反射面；所述入射面使多路光束入射進所述多路合光元件內，所述反射面使入射到所述反射面的光束反射回去。其中，光學玻璃體的材質可以是K9光學玻璃，，F系列光學玻璃，還可以是ZF系列光學玻璃，本實用新型對此不作限制。上述各個1/4波片上鍍有對應波長的高反膜，高反膜的反射波段為從反射面射入的光的波長，也就是說，高反膜的作用使從該多路合光元件內入射到第一 1/4波片、第二1/4波片和第三1/4波片的光反射回去。為了使從入射面入射的光束更多的射進該多路合光元件內，各個1/4波片上還可以鍍有對應波長的高透膜，高透膜的透光波段為從入射面射入的光的波長，也就是說，高透膜的作用是使從該多路合光元件外側分別直接入射到第一 1/4波片、第二 1/4波片和第三1/4波片的光更多的穿透進該多路合光元件內。本實用新型的一個實施例中，對三束波長分別為入I、入2和入3的光線進行合成。具體為，從第一面入射波長為、I的P偏振光(如圖I中用I 一表示)，從第三面的相對面入射波長為X I的S偏振光(如圖I中用 一表不)，從第二面入射波長為X 2的S偏振光,從第三面入射波長為X 2的P偏振光,從第四面入射波長為X 3的P偏振光。本實施例中，第一 1/4波片101上鍍有對波長為入2和入3的光的高反膜，對波長為入I的光的高透膜；第二 1/4波片102上鍍有對波長為\ 3的光的高反膜，對波長為入2的光的高透膜；第三1/4波片201上鍍有對波長為\ 2的光的高反膜，對波長為\ I的光的高透膜。e面和f面均鍍有偏振分光膜，其對P偏振光直接透射，對S偏振光起到反射的作用。參閱圖2，從第一面入射的波長為\ I的P偏振光經過鍍有對\ I高透膜的第一1/4波片101後，通過e面直接從第一面的對側面出射；從第二面入射的波長為X 2的S偏振光經過鍍有對\ 2高透膜的第二 1/4波片102後，通過e面反射後入射到第一 1/4波片101上，改變偏振角度45度，經過第一 1/4波片101反射後再次改變45度角將偏振方向改變為P偏振後通過e面從第一面的對側面出射；從第三面入射的波長為λ 2的P偏振光通過f面透射後入射到第三1/4波片201上，改變偏振角度45度，經過第三1/4波片201反射後再次改變45度角將偏振方向改變為S偏振後，經過f面反射入射到e面上，再經過e面的反射從第一面的對側面出射；從第四面入射的波長為λ 3的P偏振光先後通過f面、e面透射後入射到第二 1/4波片102上，改變偏振角度45度，經過第二 1/4波片102反射後再次改變45度角將偏振方向改變為S偏振，然後經過e面反射，入射到第一 1/4波片101上改變45度角後，經過第一1/4波片101反射後再次改變45度角，將偏振方向重新改變為P偏振從第一面的對側面出射；從第三面的對側面入射的波長為λ I的S偏振光從第三1/4波片201透射後，先後經過f面、e面反射後從第一面的對側面出射。 由此，各路波長的光經過各自的光學路徑後，最終均通過第一面的對側面出射，達到將多路光合為一路光，即合束的目的。圖2中為了使各路波長的光束走向更為清楚，而使各路光束沒有反射到同一聚焦點或者反射時沒有沿原路返回，在實際應用中，可以通過調整光路，使各路光束完全重合在一起，這樣合光之後的光束不會變粗或者出現光斑拼接的現象，進而在出光面的位置可以整體進行光束準直，使合束後的光利用價值更高。另外，圖2所示的只是合成三種波長的光的示意圖，也可以在第一面、第二面、第三面、第三面的對側面和第四面分別入射不同波長的光，達到合成5種波長的光。當然也可以根據需要合成4種波長的光，即其中兩種波長相同，其餘波長均不同。需要說明的是，波長可以根據需要改變，但5個入射面的光的偏振方向不能改變，即第一面、第三面和第四面入射P偏振光，第二面和第三面的對側面入射S偏振光。綜上所述，本實用新型提出的一種由第一三稜鏡10、第二三稜鏡20和一玻璃體30構成的多路合光兀件通過在第一三稜鏡10和第二三稜鏡20的斜面e和f上設置偏振分光膜，在第一 1/4波片101、第二 1/4波片102和第三1/4波片201上設置不同波長光所對應的高透膜和高反膜，使從不同平面入射的具有不同波長的光波經過透射、反射、相位改變等過程後，最終合成一束從一個平面射出，與現有技術相比，本實用新型採用一個器件即可將至少三種波長的光束合光，且在調整好光路的情況下，多路光束可以完全重合在一起，不會出現合光之後光束變粗或者光斑拼接的現象，同時該多路合光元件體積小，使用方便，實用價值很高。進一步地，當多路光束的波長相同時，經過本實用新型的多路合光元件，可大大提高光束功率。
權利要求1.一種多路合光兀件,其特徵在於，由第一三稜鏡的斜面和第二三稜鏡的斜面分別與光學玻璃體的兩端膠合而成，且所述兩斜面上均設有偏振分光膜；所述第一三稜鏡具有相互垂直的第一面和第二面，所述第二三稜鏡具有相互垂直的第三面和第四面，其中所述第四面和所述第二面相對設置；平行所述第一面處設有第一 1/4波片，平行所述第二面處設有第二 1/4波片，平行所述第三面的相對面處設有第三1/4波片；所述第一 1/4波片、第二1/4波片和第三1/4波片均具有遠離所述多路合光元件的入射面和靠近所述多路合光元件的反射面；所述入射面使多路光束入射進所述多路合光元件內，所述反射面使入射到所述反射面的光束反射回去。
2.根據權利要求I所述的一種多路合光元件，其特徵在於，所述第一1/4波片、第二1/4波片和第三1/4波片上鍍有高反膜，所述高反膜的反射波段為從反射面射入的光的波長。
3.根據權利要求I或2所述的一種多路合光元件，其特徵在於，所述第一1/4波片、第二 1/4波片和第三1/4波片上鍍有高透膜，所述高透膜的透光波段為從入射面射入的光的 波長。
專利摘要本實用新型公開一種多路合光元件，包括第一三稜鏡、第二三稜鏡和光學玻璃體，所述第一三稜鏡的斜面和所述第二三稜鏡的斜面分別與所述光學玻璃體的兩端膠合連接形成一長方體，且所述兩斜面上均設有偏振分光膜；所述第一三稜鏡具有相互垂直的第一面和第二面，所述第二三稜鏡具有相互垂直的第三面和第四面，其中所述第四面和所述第二面相對設置；平行所述第一面處設有第一1/4波片，平行所述第二面處設有第二1/4波片，平行所述第三面的相對面處設有第三1/4波片，上述1/4波片上鍍有高反膜。本實用新型體積小，使用方便，可輕鬆實現將多路不同波長的光合成一束的目的。
文檔編號G02B27/28GK202758147SQ20122042248
公開日2013年2月27日 申請日期2012年8月23日 優先權日2012年8月23日
發明者江榮榮, 喬佔朵, 亓巖, 畢勇 申請人:北京中視中科光電技術有限公司