CN206020825U - 一种半导体激光器光学合束装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种半导体激光器光学合束装置，所述装置包括依次连接的：单管激光器，准直镜头，聚焦镜头，毛玻璃；以及后端的照明镜头；作为光源的单管激光器发出的光，通过准直镜头分别将单管激光器发出的光束进行准直后由聚焦镜头进行聚焦，聚焦到毛玻璃的毛面上，由毛玻璃的毛面对两束激光合束后叠加并匀化光路由后端的照明镜头收集并将光束准直出射。本实用新型提出了使用单管红外半导体激光器的进行合束的方法，完全摒弃了对加工工艺要求高、可靠性差、有效寿命短的光纤，能够有效的提高红外照明器的出光功率。使之能够满足远距离补光的要求。

Description

一种半导体激光器光学合束装置

技术领域

本实用新型涉及半导体激光器领域，尤其涉及的是一种半导体激光器光学合束装置。

背景技术

在远距离夜视监控中，大功率红外半导体激光器在远距离夜视补光的领域越来越广泛。在此类的激光照明***中，照明器的出光功率将是影响照明距离和补光效果的重要原因。为了有效的提高激光照明器的出光功率，目前业内普遍的做法是使用多模光纤，耦合进很多束红外半导体激光器的光束来提高出光功率。然而，由于光纤固有的一些特性，以及严格的工艺要求，使得此类激光照明器器存在着体积过大、可靠性差、产品寿命短、补光效果不均匀各种问题，严重影响了在夜视领域中的应用。

并且在使用大功率半导体红外激光器进行远距离夜视补光时，激光器的出光功率是影响照明距离和补光效果的关键因素。然而，由于目前大功率红外半导体激光器单管功率不高（目前单管最大功率10W）。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种半导体激光器光学合束装置。而本实用新型提出了使用单管红外半导体激光器的进行合束的方法，完全摒弃了对加工工艺要求高、可靠性差、有效寿命短的光纤，能够有效的提高红外照明器的出光功率。使之能够满足远距离补光的要求。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种半导体激光器光学合束装置，其中，包括依次设置的：

用作光源的单管激光器；

用于将单管激光器发出的光束进行准直的准直镜头；

用于将经过准直镜头进行过准直的光束进行聚焦的聚焦镜头；

用于通过其上设置的毛面对各路激光进行合束叠加并匀化光路的毛玻璃；

以及后端的照明镜头；

作为光源的单管激光器发出的光，通过准直镜头分别将单管激光器发出的光束进行准直后由聚焦镜头进行聚焦，聚焦到毛玻璃的毛面上，由毛玻璃的毛面对两束激光合束后叠加并匀化光路由后端的照明镜头收集并将光束准直出射。

所述半导体激光器光学合束装置，其中，所述单管激光器为两个，分别为第一单管激光器、第二单管激光器，每个单管激光器光路上设置有一准直镜头，对应地所述准直镜头也为两个，分别为第一准直镜头、第二准直镜头。

所述半导体激光器光学合束装置，其中，所述两个单管激光器相互平行设置。

所述半导体激光器光学合束装置，其中，所述两个单管激光器相互垂直设置，相互垂直设置的两单管激光器出光光路上对应设置有准直镜头；其中一单管激光器发出的光束经过准直镜头后，通过一平面反射镜反射后与另一单管激光器发出的光束形成平行光束。

所述半导体激光器光学合束装置，其中，所述第一准直镜头和第二准直镜头分别连接设置有轴向调整的机械结构，用于分别控制第一准直镜头和第二准直镜头沿着光轴方向前后移动。

所述半导体激光器光学合束装置，其中，所述平面反射镜连接设置有水平方向转动机构和垂直方向转动机构，用于分别调节平面反射镜进行水平和垂直方向偏转。

所述半导体激光器光学合束装置，其中，所述平面反射镜连接设置有用于调节平面反射镜沿着光源轴向方向前后移动的平移结构。

所述半导体激光器光学合束装置，其中，所述聚焦镜头连接设置有用于调节聚焦镜头沿着光轴方向的移动机构。

所述半导体激光器光学合束装置，其中，所述水平方向转动机构为水平旋转螺母，所述垂直方向转动机构为垂直旋转螺母，所述平面反射镜600呈45°设置。

本实用新型所提供的半导体激光器光学合束装置，本实用新型提出的合束的方法是将半导体红外激光器的光束准直后，将若干的激光光束平行放置，使得若干的激光光束合束后，使用聚焦镜头将光束聚焦到毛玻璃的毛面上，经毛面散射后，由后端照明镜头收集出射，进行远距离照明补光；能够有效的提高红外照明器的出光功率，使之能够满足远距离补光的要求。

附图说明

图1是本实用新型半导体激光器光学合束装置的第一较佳实施例的光路原理示意图。

图2是本实用新型半导体激光器光学合束装置的第二较佳实施例的光路原理示意图。

图3是本实用新型半导体激光器光学合束装置的第三较佳实施例的结构示意图。

图4是本实用新型半导体激光器光学合束装置的第三较佳实施例的平面反射镜的调整结构示意图。

图5是本实用新型半导体激光器光学合束装置的第三较佳实施例的镜头轴向调整结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参见图1，图1是本实用新型半导体激光器光学合束装置的第一较佳实施例的光路原理示意图。如图1所示，本实用新型实施例所述半导体激光器光学合束装置，包括依次设置的：红外半导体激光器100，准直镜头200，聚焦镜头300，毛玻璃400及后端的照明镜头500。其中，准直镜头用于将激光器发出的光转变成准直光(平行光)。

本实用新型实施例中，所述红外半导体激光器为大功率红外半导体激光器，较佳地，所述红外半导体激光器为10W以上的功率。

如图1所示，使用两个单管的激光器（红外半导体激光器100）作为例子进行说明，分别为第一单管激光器101、第二单管激光器102，本实施例的两个红外半导体激光器100出光方向平行设置，图中两个红外半导体激光器100，分别作为光源1和光源2。较佳地，所述准直镜头200对应所述红外半导体激光器100也设置为两个，两个准直镜头200分别为第一准直镜头201、第二准直镜头202，分别将两个激光器（红外半导体激光器100）发出的光束进行准直后由聚焦镜头300进行聚焦，聚焦到毛玻璃400的毛面上，由毛玻璃400的毛面对两束激光合束后叠加，由后端的照明镜头收集并将光束准直出射。

可见，本实用新型将半导体红外激光器的光束准直后，将若干的激光光束平行放置，使得若干的激光光束合束后，使用聚焦镜头将光束聚焦到毛玻璃的毛面上，经毛面散射后，由后端照明镜头收集出射，进行远距离照明补光；能够有效的提高红外照明器的出光功率。使用单管红外半导体激光器的进行合束，完全摒弃了对加工工艺要求高、可靠性差、有效寿命短的光纤，能够有效的提高红外照明器的出光功率，使之能够满足远距离补光的要求。

图2是本实用新型半导体激光器光学合束装置的第二较佳实施例的光路原理示意图，如图2所示，本实用新型第二实施例所述的半导体激光器光学合束装置，与图1所述实施例基本原理相同，也是设置单管激光器100为两个，分别为第一单管激光器101、第二单管激光器102，每个单管激光器光路上设置有一准直镜头，对应地所述准直镜头也为两个，分别为第一准直镜头201、第二准直镜头202。第二实施例所述的半导体激光器光学合束装置与第一实施例所谓不同是：如图2所示，所述两个单管激光器相互垂直设置，相互垂直设置的两单管激光器出光光路上对应设置有准直镜头；其中一单管激光器发出的光束经过准直镜头后，通过一平面反射镜600反射后与另一单管激光器发出的光束形成平行光束。

本实用新型第二实施例，将两个激光器发光的光源设置成互相垂直的方向排布。这样可以使得两个激光器发出的光束尽量靠近，减少了封装对光束的影响，缩小了聚焦镜头的通光口径。

进一步地，本实用新型第二实施例中在第一准直镜头201和第二准直镜头202上带有轴向调整的机械结构，可以使得第一准直镜头201和第二准直镜头202能够沿着光轴方向前后移动。使得准直的效果达到最佳。

如图2所示，所述平面反射镜600与水平方向呈45°设置，将垂直方向的光束沿着水平方向反射。较佳地，平面反射镜600连接设置有带有水平方向转动机构和垂直方向转动机构，使得平面反射镜可以进行水平和垂直方向偏转，以弥补光束产生的误差。

进一步地，本实用新型施例中，所述平面反射镜还连接设置有用于调节平面反射镜沿着光源轴向方向前后移动的平移结构；同时通过平面反射镜带有沿着光源轴向方向移动的平移结构，使得平面反射镜能够沿着光源光轴方面前后移动，在不影响水平光束的情况下，尽量使得两个光束靠近，达到较好的聚焦效果。

进一步地，本实用新型中，所述聚焦镜头300连接设置有用于调节聚焦镜头300沿着光轴方向的移动机构，通过聚焦镜头带有沿着光轴方向的移动机构，使得光束能够较好的聚焦到毛玻璃400的毛面上。前准直镜前后移动，完成光束的准直及扩束。

图3是本实用新型半导体激光器光学合束装置的第三较佳实施例的结构示意图。第三实施例的半导体激光器光学合束装置，是在第二实施例的基础上加上外壳组成产品。如图3所示，本实用新型第三实施例的半导体激光器光学合束装置，包括外壳10，以及在所述外壳10内设置的两组单管的激光器、分别为第一单管激光器101、第二单管激光器102，以及对应设置的两个准直镜头，分别为第一准直镜头201，第二准直镜头202。

本实施例中，所述两个单管激光器相互垂直设置，相互垂直设置的两单管激光器出光光路上对应设置有准直镜头；其中第二单管激光器102发出的光束经过第二准直镜头202后，通过一平面反射镜600反射后与第一单管激光器101发出的光束形成平行光束。

并在所述第一单管激光器101、第二单管激光器102形成的平行光束后端设置有聚焦镜头300，毛玻璃400及后端的照明镜头500，其中，后端的照明镜头500也是一准直镜头。

本实施例中，第一单管激光器101和第二单管激光器102分别代表光源，第一准直镜头201和第二准直镜头202将两个激光器发出的光束进行准直后由聚焦镜头300进行聚焦，聚焦到毛玻璃400的毛面上，由毛玻璃的毛面对两束激光合束后叠加并匀化光路由后端的照明镜头500收集并将光束准直出射。

从图3所示的实施例可以看出，将两个激光器发光的光源设置成互相垂直的方向排布。这样可以使得两个激光器发出的光束尽量靠近，减少了封装对光束的影响，缩小了聚焦镜头的通光口径。

图4是本实用新型半导体激光器光学合束装置的第三较佳实施例的平面反射镜的调整结构示意图，如图4所示，平面反射镜600连接设置有水平方向转动机构61（例如水平旋转螺母）和垂直方向转动机构62（例如垂直旋转螺母），通过所述水平方向转动机构61可控制平面反射镜600进行水平方向偏转，通过所述垂直方向转动机构62可控制平面反射镜600进行垂直方向偏转，以弥补光束产生的误差。

进一步地，如图4所示，本实用新型施例中，所述平面反射镜600还连接设置有用于调节平面反射镜沿着光源轴向方向前后移动的平移结构63（例如水平移动螺母）；同时通过所述平移结构63，使得平面反射镜600能够沿着光源光轴方面前后移动，在不影响水平光束的情况下，尽量使得两个光束靠近，达到较好的聚焦效果。

可见，本实用新型实施例中，可以通过旋转所述平移结构63（水平移动螺母），带动平面发射镜沿着轴向移动。分别调整水平方向转动机构61（例如水平旋转螺母）和垂直方向转动机构62（例如垂直旋转螺母），可以完成平面反射镜600的水平和垂直方向旋转。

图5是本实用新型半导体激光器光学合束装置的第三较佳实施例的镜头轴向调整结构示意图，如图5所示，进一步地，本实用新型中，所述聚焦镜头300连接设置有用于调节聚焦镜头300沿着光轴方向的移动机构31（调整轴向调整结构），在所述移动机构31上套接有套筒32，通过聚焦镜头300带有沿着光轴方向的移动机构31（调整轴向调整结构），使得光束能够较好的聚焦到毛玻璃400的毛面上。前准直镜前后移动，完成光束的准直及扩束。

通过所述移动机构31（调整轴向调整结构）将带动镜片沿镜片的光轴方向前后移动。

综上所述，本实用新型实施例采用的半导体激光器光学合束装置采用独特的光路设计，在光路不增加很大成本的情况下，有效地提高了红外激光照明器出光功率，并且摒弃了价格高昂，可靠性差及有效使用寿命较差的光纤，使得激光照明器的可靠性和寿命都得到了很大的提升。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种半导体激光器光学合束装置，其特征在于，包括依次设置的：

用作光源的单管激光器；

用于将单管激光器发出的光束进行准直的准直镜头；

用于将经过准直镜头进行过准直的光束进行聚焦的聚焦镜头；

用于通过其上设置的毛面对各路激光进行合束叠加并匀化光路的毛玻璃；

以及后端的照明镜头；

作为光源的单管激光器发出的光，通过准直镜头分别将单管激光器发出的光束进行准直后由聚焦镜头进行聚焦，聚焦到毛玻璃的毛面上，由毛玻璃的毛面对两束激光合束后叠加并匀化光路由后端的照明镜头收集并将光束准直出射。

2.根据权利要求1所述半导体激光器光学合束装置，其特征在于，所述单管激光器为两个，分别为第一单管激光器、第二单管激光器，每个单管激光器光路上设置有一准直镜头，对应地所述准直镜头也为两个，分别为第一准直镜头、第二准直镜头。

3.根据权利要求2所述半导体激光器光学合束装置，其特征在于，所述两个单管激光器相互平行设置。

4.根据权利要求2所述半导体激光器光学合束装置，其特征在于，所述两个单管激光器相互垂直设置，相互垂直设置的两单管激光器出光光路上对应设置有准直镜头；其中一单管激光器发出的光束经过准直镜头后，通过一平面反射镜反射后与另一单管激光器发出的光束形成平行光束。

5.根据权利要求4所述半导体激光器光学合束装置，其特征在于，所述第一准直镜头和第二准直镜头分别连接设置有轴向调整的机械结构，用于分别控制第一准直镜头和第二准直镜头沿着光轴方向前后移动。

6.根据权利要求4所述半导体激光器光学合束装置，其特征在于，所述平面反射镜连接设置有水平方向转动机构和垂直方向转动机构，用于分别调节平面反射镜进行水平和垂直方向偏转。

7.根据权利要求4所述半导体激光器光学合束装置，其特征在于，所述平面反射镜连接设置有用于调节平面反射镜沿着光源轴向方向前后移动的平移结构。

8.根据权利要求1所述半导体激光器光学合束装置，其特征在于，所述聚焦镜头连接设置有用于调节聚焦镜头沿着光轴方向的移动机构。

9.根据权利要求6所述半导体激光器光学合束装置，其特征在于，所述水平方向转动机构为水平旋转螺母，所述垂直方向转动机构为垂直旋转螺母，所述平面反射镜（600）呈45°设置。