【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于藍光半導體激光，更具體地，涉及一種自適應波長調節的藍光半導體激光陣列密集光譜合束裝置。
技術介紹
1、藍光半導體激光器是目前國際上新一代可見光光源，具有重要的應用前景，主要應用于激光加工(如銅、金等)、激光泵浦、水下探測、激光醫療等領域。但是，藍光半導體激光器亮度低、無法滿足材料加工領域對半導體激光器功率和亮度的需求，光束質量差無法用于銅厚板焊接。
2、千瓦級藍光激光系統可通過高功率低亮度和高功率高亮度兩類技術實現，高功率低亮度技術目前技術較為成熟，門檻低，容易實現，但是功率密度低下，不能突破銅板焊接的限制。高功率高亮度藍光激光器相較于高功率低亮度藍光激光器，功率密度高，突破了銅厚板焊接限制，但是其光學設計復雜、實現難度大。
3、傳統光譜合束技術采用光柵/窄帶濾波片和外腔反射鏡，通過光柵/窄帶濾波片的色散效應，使只有符合特定入射角度-波長關系的光束才能返回發光單元，同時在近場和遠場上疊加輸出，同時實現波長鎖定和合成輸出。傳統光譜合束技術，雖然在提升大功率半導體激光器性能方面展現出了顯著優勢，但同時也伴隨著一些不容忽視的缺點。
4、傳統的單管光譜合束技術、bar條光譜合束技術在無法達到高亮度的同時，會出現質量下降的問題。傳統的單管光譜合束技術隨著合束單元數量的增加，由于每個單管激光器的光束特性存在差異，隨著合束單元的增加，雖然能夠達成高亮度藍光激光的輸出，但是合束后的光束質量會顯著下降。而bar條光譜合束技術由于smile效應，光束質量下降，影響合束效果；而且熱串擾問題則可能因散熱
5、總而言之，傳統密集光譜合束技術存在光譜窄化效果差、光柵色散效應導致光束質量惡化嚴重，以及外腔反射鏡引起相鄰發光單元相互注入鎖定導致光束遠場發散角急劇增大的問題，從而導致輸出光束質量差的問題。
技術實現思路
1、針對相關技術的缺陷，本專利技術的目的在于一種自適應波長調節的藍光半導體激光陣列密集光譜合束裝置，旨在解決傳統密集光譜合束技術存在外腔反射鏡引起相鄰發光單元相互注入鎖定導致光束遠場發散角急劇增大，從而導致輸出光束質量差的問題。
2、為實現上述目的，本專利技術提供了一種自適應波長調節的藍光半導體激光陣列密集光譜合束裝置，包括第一鏡組、第一透射光柵和監測調節系統；所述第一鏡組包括：第一藍光陣列、第一分光鏡、第一偏振片、第一可調節平面反射鏡、第一平面反射鏡；
3、所述第一藍光陣列包含波長鎖定器件，用于發出波長鎖定的準直激光束；
4、所述第一分光鏡用于對所述準直激光束進行分束，得到主光束和副光束；
5、所述第一偏振片用于調整所述副光束的偏振態為s偏振；
6、所述第一透射光柵用于將s偏振光束進行衍射，再經所述第一可調反射鏡反射沿原光路傳播，經過所述第一分光鏡后，透射部分被所述第一平面反射鏡反射，再次經過所述第一分光鏡時，透射部分進入原光路進行再次調制，反射部分與主光束進行空間合束，得到第一合束光作為目標激光輸出；
7、所述監測調節系統用于實時分析所述目標激光的波長和激光質量，并據此調節所述第一可調節平面反射鏡的角度，以反射目標波長的激光。
8、可選的，所述裝置還包括至少一個第二鏡組，一個第二透射光柵和柱面鏡組；所述第二鏡組包括：第二藍光陣列、第二分光鏡、第二偏振片、第二可調節平面反射鏡、第二平面反射鏡、直角棱鏡反射鏡；
9、所述第二藍光陣列發出的準直激光束與所述第一藍光陣列發出的準直激光束呈90°；
10、所述第二藍光陣列發出的準直激光束依次經過第二分光鏡、第二偏振片、第一透射光柵、第二可調節平面反射鏡、第二分光鏡、第二平面反射鏡和第二分光鏡，反射部分與第二藍光陣列發出的主光束進行空間合束，得到第二合束光；透射部分進入原光路進行再次調制；
11、所述第二合束光經過所述直角棱鏡反射鏡的反射后生成與所述第一合束光平行的第三合束光；
12、所述柱面鏡組和第二透射光柵用于將所述第一合束光和第三合束光進行合束；
13、所述監測調節系統還用于調節所述第二可調節平面反射鏡的角度。
14、可選的，所述裝置還包括分光鏡；
15、所述分光鏡用于將所述目標激光分光，一部分光輸出，另一部分光進入所述監測調節系統。
16、可選的，所述裝置還包括聚焦鏡；
17、所述聚焦鏡用于將入射的部分目標激光進行匯聚，增大其功率后輸出。
18、可選的，所述分光鏡、所述第一分光鏡和第二分光鏡的鏡面均覆蓋多層膜；多層膜由第一折射率的材料和第二折射率的材料交替堆積而成，其中，第一折射率高于第二折射率。
19、可選的，所述柱面鏡組包括依次排列的第一柱面鏡、第二柱面鏡和第三柱面鏡；
20、所述第一柱面鏡和第二柱面鏡組成開普勒望遠鏡結構，用于將第一合束光的間距壓縮，第三柱面鏡用于將壓縮后的第一合束光進行匯聚。
21、可選的，所述第一藍光陣列和第二藍光陣列均由多個藍光單管組成。
22、可選的，所述第一藍光陣列和第二藍光陣列的數量均至少為一個；
23、在所述第一藍光陣列的數量超過一個時，所述裝置還包括柱面鏡組和第二透射光柵；
24、所述柱面鏡組和第二透射光柵用于將多個平行的第一合束光進行合束。
25、通過本專利技術所構思的以上技術方案，與現有技術相比，能夠取得以下有益效果：
26、1、本專利技術實施例提供了一種自適應波長調節的藍光半導體激光陣列密集光譜合束裝置，通過分離式波長鎖定和光譜合成過程，藍光陣列中自帶波長鎖定器件，能夠使發出的藍光波長鎖定。通過此過程波長鎖定過程和光譜合成過程分開，大幅降低傳統光譜合成過程中色散器件對光束質量影響，從原理上抑制色散效應、消除相互鎖定，實現輸出光束質量提升，激光器體積壓縮、系統可靠性提升。同時，在裝置中采用諧振腔的設計，諧振腔由可調平面反射鏡、透射光柵、偏振片、平面反射鏡組成，藍光陣列發出的光經過分光鏡，副光束反射經過偏振片進入透射光柵到可調節平面反射鏡，由可調節平面反射鏡反射再次經過透射光柵、偏振片、分光鏡、最后到平面反射鏡再次反射，與主光束一起進行合束，目標波長的光束在諧振腔內反復振蕩，消除了外腔反射鏡引起相鄰發光單元相互注入鎖定導致光束遠場發散角急劇增大的問題，同時通過光束在諧振腔內的多次震蕩，進一步大幅度提升藍光激光功率以及效率。監測調節系統調節可調節平面反射鏡的角度，從而選擇反射目標波長，實現自適應波長調節。
27、2、本專利技術實施例提供了一種自適應波長調節的藍光半導體激光陣列密集光譜合束裝置，柱面鏡組和第二透射光柵起到光譜合成的作用。各個發光元件發出來的光束的間距通過柱面鏡組中的第一柱面鏡和第二柱面鏡縮短之后，再由第三柱面鏡匯聚到第二透射光柵上，經過透射光柵達成光譜合束的作用。同時，應用光纖輸出提升功率密度和亮度。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種自適應波長調節的藍光半導體激光陣列密集光譜合束裝置，其特征在于，包括第一鏡組、第一透射光柵和監測調節系統；所述第一鏡組包括：第一藍光陣列、第一分光鏡、第一偏振片、第一可調節平面反射鏡、第一平面反射鏡；
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括至少一個第二鏡組，一個第二透射光柵和柱面鏡組；所述第二鏡組包括：第二藍光陣列、第二分光鏡、第二偏振片、第二可調節平面反射鏡、第二平面反射鏡、直角棱鏡反射鏡；
3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括分光鏡；
4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括聚焦鏡；
5.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述分光鏡、所述第一分光鏡和第二分光鏡的鏡面均覆蓋多層膜；多層膜由第一折射率的材料和第二折射率的材料交替堆積而成，其中，第一折射率高于第二折射率。
6.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述柱面鏡組包括依次排列的第一柱面鏡、第二柱面鏡和第三柱面鏡；
7.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述第一藍光陣列和第二藍光陣列均由多
8.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述第一藍光陣列和第二藍光陣列的數量均至少為一個；
...【技術特征摘要】
1.一種自適應波長調節的藍光半導體激光陣列密集光譜合束裝置，其特征在于，包括第一鏡組、第一透射光柵和監測調節系統；所述第一鏡組包括：第一藍光陣列、第一分光鏡、第一偏振片、第一可調節平面反射鏡、第一平面反射鏡；
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括至少一個第二鏡組，一個第二透射光柵和柱面鏡組；所述第二鏡組包括：第二藍光陣列、第二分光鏡、第二偏振片、第二可調節平面反射鏡、第二平面反射鏡、直角棱鏡反射鏡；
3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括分光鏡；
4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王天浩，王修正，江勁馳，杜澤宣，常俊偉，唐霞輝，
申請(專利權)人：華中科技大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。