專利名稱：聚光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種增加從半導(dǎo)體激光列陣射出的光束的光密°的聚光裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，半導(dǎo)體激光列陣是一種高輸出的激光元件。圖11是一例半導(dǎo)體激光列陣的立體圖。如圖11所示，在半導(dǎo)體激光列陣12中，并列排列多個(gè)活性層14。
圖12A及圖12B是激光列陣12的側(cè)面圖及平面圖，表示從各個(gè)活性層14射出的激光光束的發(fā)散角。在這些圖中，x軸、y軸以及z軸分別表示激光列陣12的縱向、水平方向以及垂直方向。此外，在這些圖中，符號(hào)15表示光束的中心軸。從各個(gè)活性層射出的光束的垂直方向的發(fā)散角為30°～40°(參照?qǐng)D12A)，水平方向的發(fā)散角為8°～10°(參照?qǐng)D12B)。
如果假定使用透鏡等，將從半導(dǎo)體激光列陣射出的光束聚光在光纖等中的用途，則優(yōu)選抑制光束垂直方向及水平方向各自成分的發(fā)散。其中，光束垂直方向的成分，如果使用視準(zhǔn)透鏡，則可以容易地進(jìn)行視準(zhǔn)。另一方面，抑制光束水平方向的發(fā)散不太容易。如果多個(gè)活性層14被接近配置，則從這些活性層14射出的光束很快會(huì)交叉。為了防止光束的相互交叉，也考慮有一種擴(kuò)大活性層間隔的方法。但是，在這種情況下，則難以提高光密度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的聚光裝置具備第一光源、第二光源和第一合光元件。第一光源具備，具有沿著第一方向并列排列的多個(gè)活性層的第一半導(dǎo)體激光列陣；將從多個(gè)活性層射出的多個(gè)光束，在與第一方向垂直的面內(nèi)進(jìn)行視準(zhǔn)的第一視準(zhǔn)透鏡；接受由第一視準(zhǔn)透鏡視準(zhǔn)過的光束，并使該光束的橫截面大致旋轉(zhuǎn)90°的第一光束轉(zhuǎn)換器。第二光源具備，具有沿著第二方向并列排列的多個(gè)活性層的第二半導(dǎo)體激光列陣；與第二方向垂直的面內(nèi)，將從多個(gè)活性層射出的多個(gè)光束進(jìn)行視準(zhǔn)的第二視準(zhǔn)透鏡；接受由第二視準(zhǔn)透鏡視準(zhǔn)過的光束，并使該光束的橫截面大致旋轉(zhuǎn)90°的第二光束轉(zhuǎn)換器。這里所說的光束的橫截面指實(shí)際上與該光束的軸垂直的截面。第一合光元件合成來自第一光源的光束和來自第二光源的光束。第一合光元件具有接受從第一光束轉(zhuǎn)換器射出的光束并使其透過的透過部、和接受從第二光束轉(zhuǎn)換器射出的光束并使其反射的反射部。第一合光元件合成從透過部透過的光束和被反射部反射的光束。
通過視準(zhǔn)透鏡的視準(zhǔn)作用，抑制在與活性層的排列方向垂直的面內(nèi)的光束發(fā)散。如果使光束的橫截面大致旋轉(zhuǎn)90°，則可以抑制光束在活性層的排列方向發(fā)生發(fā)散。因此，鄰接的光束難以相互交叉。這樣就能夠以小于500μm的間隔，相互接近設(shè)置活性層。
根據(jù)以下詳細(xì)的說明及附圖，可以更全面地了解本發(fā)明。附圖只是例子。因此，附圖并不限定本發(fā)明的內(nèi)容。
本發(fā)明更為適用的范圍，通過以下詳細(xì)的說明則一目了然。但是，雖然該詳細(xì)的說明及特定的例子表示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但只是實(shí)施例子。但是，對(duì)于在本發(fā)明的宗旨以及范圍之內(nèi)的各種變形與改變，本領(lǐng)域?qū)I(yè)人員則通過該詳細(xì)說明可以明白。


圖1是表示第一實(shí)施方式中聚光裝置的概略立體圖。
圖2是表示第一實(shí)施方式中所使用的半導(dǎo)體激光列陣的前端面(光出射面)的圖。
圖3是表示第一實(shí)施方式中所使用的半導(dǎo)體激光列陣的活性層的前端面的圖。
圖4是第一實(shí)施方式中所使用的圓柱透鏡的立體圖。
圖5是第一實(shí)施方式中所使用的光束轉(zhuǎn)換器的立體圖。
圖6是第一實(shí)施方式中所使用的合光元件的平面圖。
圖7A～圖7C是表示第一實(shí)施方式中光束的橫截面的變化的圖。
圖8A～圖8C是表示第一實(shí)施方式中光束的合成的圖。
圖9是表示第二實(shí)施方式中聚光裝置的概略平面圖。
圖10A～圖10E是第二實(shí)施方式中光束的合成示意圖。
圖11是半導(dǎo)體激光列陣的立體圖。
圖12A以及圖12B是表示從半導(dǎo)體激光列陣射出的光束的發(fā)散角的圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地說明。另外，在

中，對(duì)于相同的部件標(biāo)注相同的符號(hào)，省略重復(fù)性說明。
第一實(shí)施方式圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中聚光裝置的概略立體圖。本實(shí)施方式的聚光裝置由第一光源10、第二光源20及合光元件30構(gòu)成。
第一光源10由第一半導(dǎo)體激光列陣12、第一視準(zhǔn)透鏡16和第一光束轉(zhuǎn)換器18構(gòu)成。半導(dǎo)體激光列陣12具有多個(gè)活性層14。視準(zhǔn)透鏡16使從各個(gè)活性層14射出的光束的垂直方向(z方向)成分折射，并對(duì)其進(jìn)行視準(zhǔn)。光束轉(zhuǎn)換器18使被該視準(zhǔn)過的光束橫截面大致轉(zhuǎn)動(dòng)90°。
圖2是表示第一半導(dǎo)體激光列陣12的前端面(光出射面)的圖。圖3是表示活性層14的前端面的圖。激光列陣12的活性層14，在寬度為1cm之內(nèi)，按照300μm～500μm的間隔，沿著y方向排成一列。為了簡(jiǎn)化附圖，在這些圖中畫出5層活性層14，但實(shí)際排列有更多的活性層14。各個(gè)活性層14的截面具有100μm～200μm的寬度和1μm的厚度。從該活性層14射出的光束的發(fā)散角，如圖12A及圖12B所示，在活性層14的厚度方向，即垂直方向(z方向)為30°～40°，而在活性層14的厚度方向，即水平方向(y方向)為8°～10°。
圖4是表示作為第一視準(zhǔn)透鏡16的一例的圓柱透鏡的立體圖。圓柱透鏡16具有相對(duì)的入射面160和出射面161。入射面160是與x方向垂直的平面，出射面161是母線沿著y方向的圓柱面。圓柱透鏡16雖然在包含母線方向的面內(nèi)不具有折射作用，但是在與母線垂直的面內(nèi)具有折射作用。如圖4所示，母線方向，即y方向的長(zhǎng)度為12mm，x方向的長(zhǎng)度為0.4mm，z方向的長(zhǎng)度為0.6mm。于是，圓柱透鏡16為沿y方向的細(xì)長(zhǎng)形狀。y方向的長(zhǎng)度為，入射面160覆蓋激光列陣12的整個(gè)活性層14的程度的大小。因此，從這些活性層14射出的光束，全部入射圓柱透鏡16。
如上所述，由于從活性層14射出的光束的垂直方向的發(fā)散角較大，所以，為了提高聚光效率，須要控制光束的發(fā)散角。所以，設(shè)置圓柱透鏡16，使得其出射面161的母線和半導(dǎo)體激光列陣12的垂直方向(z方向)正交。由此，可以在垂直方向?qū)幕钚詫?4射出的光束進(jìn)行視準(zhǔn)，即可以在與圓柱透鏡16的母線垂直的面內(nèi)進(jìn)行視準(zhǔn)。為了有效地進(jìn)行視準(zhǔn)，使圓柱透鏡16接近活性層14而設(shè)置。
圖5是表示第一光束轉(zhuǎn)換器18的一例的立體圖。光束轉(zhuǎn)換器18由玻璃、石英等透光性材料制成。其x方向的長(zhǎng)度為1.5mm，y方向的長(zhǎng)度為12mm，z方向的長(zhǎng)度為1.5mm。光束轉(zhuǎn)換器18沿著y方向呈細(xì)長(zhǎng)形狀。因此，從圓柱透鏡16射出的所有光束入射光束轉(zhuǎn)換器18內(nèi)。光束轉(zhuǎn)換器18具有相對(duì)的入射面180和出射面181。入射面180具有多個(gè)并列的斜圓柱面。各個(gè)斜圓柱面的寬度為0.5mm。這些斜圓柱面與y方向成45°角延伸。這些斜圓柱面的數(shù)量與活性層14的數(shù)量相等。換言之，這些斜圓柱面與活性層14一一對(duì)應(yīng)。出射面181也同樣具有多個(gè)并列且寬度為0.5mm的斜圓柱面。這些斜圓柱面也與y方向成45°角延伸，并且與活性層14一一對(duì)應(yīng)。
此外，本發(fā)明所使用的光束轉(zhuǎn)換器并不局限于圖5所示例子。例如，光束轉(zhuǎn)換器的其它例子在專利第3071360號(hào)公報(bào)中有所記載。
第二光源20具有與第一光源10相同的結(jié)構(gòu)。即，第二光源20由第二半導(dǎo)體激光列陣22、第二圓柱透鏡26和第二光束轉(zhuǎn)換器28構(gòu)成。第二半導(dǎo)體激光列陣22、第二圓柱透鏡26以及第二光束轉(zhuǎn)換器28，分別具有與第一半導(dǎo)體激光列陣12、第一圓柱透鏡16以及第一光束轉(zhuǎn)換器18相同的結(jié)構(gòu)。因此，有關(guān)這些構(gòu)件的詳細(xì)說明在此省略。
第二光源20的光向與第一光源10的光向不同。具體地講，相對(duì)第一激光列陣12具有沿著y方向并列排列的多個(gè)活性層14，第二激光列陣22具有沿著x方向并列排列的多個(gè)活性層24。第二圓柱透鏡26與活性層24對(duì)應(yīng)，并沿著x方向設(shè)置。第二光束轉(zhuǎn)換器28也同樣與活性層24對(duì)應(yīng)，并沿著x方向而設(shè)置。
圖6是合光元件30的平面圖。合光元件30由具有交替配置的多個(gè)透過部32和多個(gè)反射部34的平板構(gòu)成。透過部32及反射部34各自是尺寸相同的帶狀。如果更具體地講，則透過部32及反射部34形成于由光透過部件構(gòu)成的一個(gè)平板之上，并分別以沿著z方向延伸的細(xì)長(zhǎng)條紋形狀而交替并排配置。透過部32接受從第一光束轉(zhuǎn)換器18射出的光束。在透過部32的表面形成光透過性薄膜。另一方面，反射部34接受從第二光束轉(zhuǎn)換器28射出的光束。在反射部34的表面形成光反射性薄膜。合光元件30與從第一光源10的活性層14射出的光束的中心軸15成45°角傾斜。合光元件30與從第二光源20的活性層24射出的光束的中心軸15也成45°角傾斜。
合光元件30的表面與第一光源10相對(duì)，而合光元件30的背面與第二光源20相對(duì)。透過部32與第一光源10的活性層14一一對(duì)應(yīng)。另一方面，反射部34與第二光源20的活性層24一一對(duì)應(yīng)。從第一光源10射出的光束透過合光元件30的透過部32。另一方面，從第二光源20射出的光束，被合光元件30的反射部34所反射。其結(jié)果在于，這些光束在合光元件30的背面一側(cè)沿同一方向前進(jìn)。如圖1所示，這些光束相互混合而成為一個(gè)合成光束91。
接下來，參照?qǐng)D7A～圖7C以及圖8A～圖8C，對(duì)本實(shí)施方式的聚光裝置的作用進(jìn)行說明。此處，圖7A是在活性層14及24上生成的激光光束出射時(shí)的橫截面，即表示出射圖案。圖7B是從活性層14及24射出的光束通過圓柱透鏡16及26之后，該光束的橫截面的示意圖。圖7C是通過圓柱透鏡16及26之后的光束，在通過光束轉(zhuǎn)換器18及28之后，該光束的橫截面的示意圖。圖8A是與從第一光源10射出并透過合光元件30的光束的中心軸15垂直的橫截面的示意圖。圖8B是與從第二光源20射出并被合光元件30反射的光束的中心軸15垂直的橫截面示意圖。圖8C是與來自第一光源10的光束和來自第二光源20的光束所產(chǎn)生的合成光束91的中心軸垂直的橫截面示意圖。圖8A～圖8C中的雙點(diǎn)劃線表示合光元件30。
如圖7A所示，在經(jīng)過活性層14及24而射出時(shí)，光束的斷面形狀接近圓形。如果該光束透過圓柱透鏡16以及圓柱透鏡26，則在與圓柱透鏡16以及圓柱透鏡26的母線方向垂直的面內(nèi)受到折射作用。其結(jié)果在于，如圖7B所示，光束的垂直方向成分被視準(zhǔn)。另一方面，由于光束的水平方向成分不受折射作用，因此，光束的水平方向的發(fā)散角沒有發(fā)生變化。
從活性層14射出的光束在透過第一圓柱透鏡16之后，入射第一光束轉(zhuǎn)換器18內(nèi)。如圖7C所示，光束轉(zhuǎn)換器18使該光束的橫截面圍繞光束的中心軸15大致旋轉(zhuǎn)90°。由此，在垂直方向被視準(zhǔn)之后的光束，轉(zhuǎn)換為在水平方向被視準(zhǔn)之后的光束。其結(jié)果在于，光束在水平方向沒有發(fā)散。因此，可以避免鄰接的光束發(fā)生交叉。
從第二光源20的活性層24射出的光束也與第一光源相同，如果透過第二圓柱透鏡26，則其垂直方向成分被視準(zhǔn)。如果該光束透過第二光束轉(zhuǎn)換器28，則被轉(zhuǎn)換為在水平方向被校準(zhǔn)之后的光束。其結(jié)果在于，由于在第二光源20內(nèi)，光束在水平方向也沒有發(fā)散，因此，就可以避免鄰接的光束發(fā)生交叉。
從第一光束轉(zhuǎn)換器18射出的光束透過合光元件30的透過部32。如圖8A所示，從各個(gè)活性層14射出的光束，互不交叉地透過與其對(duì)應(yīng)的透過部32。另一方面，從第二光束轉(zhuǎn)換器28射出的光束，被第一合光元件30的反射部34所反射。如圖8B所示，從各個(gè)活性層24射出的光束，互不交叉地被與其對(duì)應(yīng)的反射部34所反射。
從透過部32透過的光束和被反射部34反射的光束形成一個(gè)合成光束91。如圖8C所示，合成光束91的光密度是從第一光源10射出的光束的光密度和從第二光源20射出的光束的光密度兩者相加之和。這樣，光密度得以提高。
下面對(duì)本實(shí)施方式的聚光裝置的效果進(jìn)行說明。由于從光束轉(zhuǎn)換器射出的光束在水平方向(y方向)沒有發(fā)散，因此，半導(dǎo)體激光列陣的多個(gè)活性層即使相互接近，鄰接的光束也不會(huì)交叉。由此，不僅能夠以相互接近地設(shè)置活性層，還能夠相應(yīng)地獲得較高的光密度。
第二實(shí)施方式下面對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖9是本實(shí)施方式的聚光裝置的概略平面圖。相對(duì)于第一實(shí)施方式的由兩個(gè)光源和一片合光元件構(gòu)成，本實(shí)施方式由三個(gè)光源和兩片合光元件構(gòu)成。相對(duì)于第一實(shí)施方式的合成從兩個(gè)光源射出的光束，本實(shí)施方式合成從三個(gè)光源射出的光束。
本實(shí)施方式的聚光裝置由第一光源10、第二光源20、第三光源60、第一合光元件30及第二合光元件80構(gòu)成。第一光源10、第二光源20以及第一合光元件30的結(jié)構(gòu)及配置，參照有關(guān)第一實(shí)施方式的說明。
第三光源60由第三半導(dǎo)體激光列陣62、第三視準(zhǔn)透鏡66、第三光束轉(zhuǎn)換器68構(gòu)成。第三半導(dǎo)體激光列陣62具有多個(gè)活性層64。第三視準(zhǔn)透鏡66對(duì)從各個(gè)活性層64射出的光束垂直方向的成分進(jìn)行視準(zhǔn)。第三光束轉(zhuǎn)換器68使該被視準(zhǔn)過的光束的橫截面大致旋轉(zhuǎn)90°。第三半導(dǎo)體激光列陣62、第三視準(zhǔn)透鏡66以及第三光束轉(zhuǎn)換器68的結(jié)構(gòu)，分別與半導(dǎo)體激光列陣12及22、圓柱透鏡16及26、以及光束轉(zhuǎn)換器18及28相同。
第三光源60的光向與第二光源20的光向相同，而與第一光源10的光向不同。相對(duì)于第一半導(dǎo)體激光列陣12具有沿著y方向并列排列的多個(gè)活性層14，第二及第三半導(dǎo)體激光列陣22及62具有沿著x方向并列排列的多個(gè)活性層24及64。第三圓柱透鏡66與活性層64對(duì)應(yīng)而沿著x方向配置。第三光束轉(zhuǎn)換器68也同樣沿著x方向配置。
如在第一實(shí)施方式中所說明的，從第一光源10射出的光束，透過第一合光元件30的透過部。另一方面，從第二光源20射出的光束，被第一合光元件30的反射部所反射。其結(jié)果在于，分別從兩個(gè)光源射出的光束在第一合光元件30的背面一側(cè)沿同一方向前進(jìn)。如圖9所示，這些光束相互混合而形成一個(gè)合成光束91。
第二合光元件80具有與第一合光元件30相同的結(jié)構(gòu)。換言之，第二合光元件80由交互排列多個(gè)透過部和多個(gè)反射部所形成的平板構(gòu)成。各個(gè)透過部與各個(gè)反射部為等長(zhǎng)度的帶狀。若更為具體地講，則透過部及反射部形成于由光透過部件構(gòu)成的一個(gè)平板之上，并以分別沿著z方向延伸的細(xì)長(zhǎng)條紋形狀而交互并列配置。第二合光元件80的透過部接受從第一合光元件30射出的光束91。另一方面，第二合光元件80的反射部接受從第三光束轉(zhuǎn)換器68射出的光束。第二合光元件80與合成光束91的中心軸成45°角傾斜。第二合光元件80同樣也與從第三光源60的活性層64射出的光束的中心軸成45°角傾斜。第二合光元件80的表面與第一合光元件30相對(duì)，第二合光元件80的背面與第三光源60相對(duì)。第二合光元件80的反射部與第三光源60的活性層64一一對(duì)應(yīng)。
合成光束91透過第二合光元件80的透過部。另一方面，從第三光源60射出的光束被第二合光元件80的反射部所反射。其結(jié)果在于，這些光束分別在第二合光元件80的背面一側(cè)沿同一方向前進(jìn)。這些光束相互混合而形成一個(gè)合成光束95。
下面，參照?qǐng)D10A～圖10E，對(duì)本實(shí)施方式中聚光裝置的作用進(jìn)行說明。圖10A是與從第一光源10射出并透過合光元件30的光束的中心軸15垂直的橫截面圖。圖10B是與從第二光源20射出并被合光元件30反射的光束的中心軸15垂直的橫截面圖。圖10C是與從第三光源60射出并被合光元件80反射的光束的中心軸15垂直的橫截面圖。圖10D是與由來自第一光源10的光束和來自第二光源20的光束所合成光束91的中心軸垂直的橫截面圖。圖10E是與由合成光束91和從第三光源60射出的光束所合成光束95的中心軸垂直的橫截面圖。圖10A～圖10E中雙點(diǎn)劃線表示合光元件30及80。
如圖7A所示，在光束從活性層14、24及64射出時(shí)，光束的斷面形狀接近圓形。如果該光束透過各個(gè)圓柱透鏡16、26及66，則在與圓柱透鏡16、26及66的母線方向垂直的面內(nèi)受到折射作用。其結(jié)果在于，如圖7B所示，光束的垂直方向成分被視準(zhǔn)。另一方面，由于光束的水平方向成分不受折射作用，因此，光束在水平方向的發(fā)散角沒有變化。
透過圓柱透鏡16、26及66的光束，入射光束轉(zhuǎn)換器18、28及68內(nèi)。如圖7C所示，光束轉(zhuǎn)換器18、28及68，使其光束的橫截面圍繞光束中心軸大致旋轉(zhuǎn)90°。由此，在垂直方向被視準(zhǔn)過的光束，轉(zhuǎn)換為在水平方向被視準(zhǔn)過的光束。其結(jié)果在于，光束在水平方向沒有發(fā)散。因此，可以避免鄰接的光束發(fā)生交叉。
從第一光源10的光束轉(zhuǎn)換器18射出的光束透過第一合光元件30的透過部32。如圖10A所示，從各個(gè)活性層14射出的光束以互不交叉的方式透過與其對(duì)應(yīng)的透過部32。從第二光源20的光束轉(zhuǎn)換器28射出的光束，被第一合光元件30的反射部34所反射。如圖10B所示，從各個(gè)活性層24射出的光束以互不交叉的方式被與其對(duì)應(yīng)的反射部34所反射。
從透過部32透過的光束和被反射部34所反射的光束，形成一個(gè)合成光束91。如圖10D所示，合成光束的光密度是從第一光源10射出的光束的光密度和從第二光源20射出的光束的光密度兩者相加之和。
通過第一合光元件30而形成的合成光束91透過第二合光元件80的透過部。另一方面，從第三光源60的光束轉(zhuǎn)換器68射出的光束被第二合光元件80的反射部反射。如圖10C所示，從各個(gè)活性層64射出的光束以互不交叉的方式被與其對(duì)應(yīng)的反射部反射。
透過合光元件80的透過部的合成光束91和被合光元件80的反射部反射的光束，形成一個(gè)合成光束95。如圖10E所示，合成光束95的光密度是在來自第一光源10的光束的光密度和來自第二光源20的光束的光密度兩者之和基礎(chǔ)上，再與來自第三光源60的光束的光密度相加而求得。由此，光密度變得非常高。
下面對(duì)本實(shí)施方式的聚光裝置的效果進(jìn)行說明。由于從光束轉(zhuǎn)換器射出的光束在水平方向(y方向)沒有發(fā)散，因此，即使半導(dǎo)體激光列陣的多個(gè)活性層相互接近，鄰接的光束也不會(huì)交叉。由此，不僅能夠在合成來自三個(gè)光源的光束的同時(shí)以相互接近的方式設(shè)置活性層，還可以相應(yīng)地獲得非常高的光密度。
以上根據(jù)其實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明。但是，本發(fā)明并非局限于上述實(shí)施方式。在不脫離其主旨的范圍之內(nèi)，本發(fā)明可以進(jìn)行各種形式的改變。
在上述實(shí)施方式中，列舉有圓柱透鏡作為一例視準(zhǔn)透鏡，除此之外，還可以使用玻璃纖維透鏡、自聚焦透鏡(SELFOC Lens)等。此外，本發(fā)明也可以是使用四個(gè)以上光源的聚光裝置。
在第二實(shí)施方式中，使合成光束91透過第二合光元件80，并且從第三光源60射出的光束被第二合光元件80反射，從而形成合成光束95。除此之外，也可以使從第三光源60射出的光束透過第二合光元件80，并且合成光束91被第二合光元件80反射，從而形成合成光束95。在這種情況下，第二合光元件80的透過部接受從第三光束轉(zhuǎn)換器68射出的光束。此外，第二合光元件80的反射部接受合成光束91。第二合光元件80的透過部與半導(dǎo)體激光列陣62的活性層64一一對(duì)應(yīng)。
本發(fā)明的聚光裝置在使用視準(zhǔn)透鏡將從半導(dǎo)體激光列陣射出的光束進(jìn)行視準(zhǔn)之后，通過光束轉(zhuǎn)換器使光束的橫截面大致旋轉(zhuǎn)90°。由此，可以抑制光束在活性層排列方向上的發(fā)散，避免鄰接的光束交叉。因此，本發(fā)明的聚光裝置可以優(yōu)選適用于需要較高光密度的固體激光激勵(lì)、印刷、材料加工或者醫(yī)療領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種聚光裝置，具備第一光源、第二光源以及合成來自所述第一光源的光束和來自所述第二光源的光束的第一合光元件，其特征在于，所述第一光源具備具有沿著第一方向并列排列的多個(gè)活性層的第一半導(dǎo)體激光列陣；在與所述第一方向垂直的面內(nèi)，對(duì)從所述多個(gè)活性層射出的多個(gè)光束進(jìn)行視準(zhǔn)的第一視準(zhǔn)透鏡；接受被所述第一視準(zhǔn)透鏡視準(zhǔn)過的光束，并使該光束的橫截面大致旋轉(zhuǎn)90°的第一光束轉(zhuǎn)換器，所述第二光源具備具有沿著第二方向并列排列的多個(gè)活性層的第二半導(dǎo)體激光列陣；在與所述第二方向垂直的面內(nèi)，對(duì)從所述多個(gè)活性層射出的多個(gè)光束進(jìn)行視準(zhǔn)的第二視準(zhǔn)透鏡；接受被所述第二視準(zhǔn)透鏡視準(zhǔn)過的光束，并使該光束的橫截面大致旋轉(zhuǎn)90°的第二光束轉(zhuǎn)換器，所述第一合光元件具有接受從所述第一光束轉(zhuǎn)換器射出的光束并使其透過的透過部、和接受從所述第二光束轉(zhuǎn)換器射出的光束并使其反射的反射部，并且合成透過所述透過部的光束和被所述反射部反射的光束。
2.如權(quán)利要求1所述的聚光裝置，其特征在于，所述多個(gè)活性層被以500μm以下的間隔排列。
3.如權(quán)利要求1或2所述的聚光裝置，其特征在于，所述第一合光元件具有與所述第一光源的活性層一一對(duì)應(yīng)的多個(gè)所述透過部、和與所述第二光源的活性層一一對(duì)應(yīng)的多個(gè)所述反射部，所述透過部及所述反射部均呈帶狀，所述第一合光元件為具有交互設(shè)置的所述透過部及所述反射部的平板。
4.如權(quán)利要求3所述的聚光裝置，其特征在于，所述第一合光元件與從第一光源的活性層射出的光束以及從第二光源的活性層射出的光束二者的中心軸成45°角傾斜，所述第一合光元件的表面與所述第一光源相對(duì)，所述第一合光元件的背面與所述第二光源相對(duì)。
5.如權(quán)利要求1至4的任意一項(xiàng)所述的聚光裝置，還具有第三光源和第二合光元件，其特征在于，所述第三光源具備具有沿著第三方向并列排列的多個(gè)活性層的第三半導(dǎo)體激光列陣；在與所述第三方向垂直的面內(nèi)，對(duì)從所述多個(gè)活性層射出的多個(gè)光束進(jìn)行視準(zhǔn)的第三視準(zhǔn)透鏡；接受被所述第三視準(zhǔn)透鏡視準(zhǔn)過的光束，并使該光束的橫截面大致旋轉(zhuǎn)90°的第三光束轉(zhuǎn)換器，所述第二合光元件具有接受由所述第一合光元件合成的光束并使其透過的透過部、和接受從所述第三光束轉(zhuǎn)換器射出的光束并使其反射的反射部，并且合成從所述透過部透過的光束和被所述反射部反射的光束。
6.如權(quán)利要求5所述的聚光裝置，其特征在于，所述第二合光元件具有與所述第三光源的活性層一一對(duì)應(yīng)的多個(gè)所述反射部，所述透過部及所述反射部均為帶狀，所述第二合光元件為具有交互設(shè)置的所述透過部和所述反射部的平板。
7.如權(quán)利要求1至4的任意一項(xiàng)所述的聚光裝置，還具有第三光源和第二合光元件，其特征在于，所述第三光源具備具有沿著第三方向并列排列的多個(gè)活性層的第三半導(dǎo)體激光列陣；在與所述第三方向垂直的面內(nèi)，對(duì)從所述多個(gè)活性層射出的多個(gè)光束進(jìn)行視準(zhǔn)的第三視準(zhǔn)透鏡；接受被所述第三視準(zhǔn)透鏡視準(zhǔn)過的光束，并使該光束的橫截面大致旋轉(zhuǎn)90°的第三光束轉(zhuǎn)換器，所述第二合光元件具有接受從所述第三光束轉(zhuǎn)換器射出的光束并使其透過的透過部、和接受由所述第一合光元件合成的光束并使其反射的反射部，并且合成從所述透過部透過的光束和被所述反射部反射的光束。
8.如權(quán)利要求7所述的聚光裝置，其特征在于，所述第二合光元件具有與所述第三光源的活性層一一對(duì)應(yīng)的多個(gè)所述透過部，所述透過部及所述反射部均為帶狀，所述第二合光元件為具有交互設(shè)置的所述透過部和所述反射部的平板。
9.如權(quán)利要求6或8所述的聚光裝置，其特征在于，所述第二合光元件與由所述第一合光元件合成的光束和從第三光源的活性層射出的光束二者的中心軸成45°角傾斜，所述第二合光元件的表面與所述第一合光元件相對(duì)，所述第二合光元件的背面與所述第三光源相對(duì)。
全文摘要
聚光裝置具備光源(10、20)和合光元件(30)。光源(10、20)分別具有半導(dǎo)體激光列陣(12、22)、視準(zhǔn)透鏡(16、26)以及光束轉(zhuǎn)換器(18、28)。合光元件(30)合成來自光源(10、20)的光束。通過視準(zhǔn)透鏡(16、26)的折射作用，抑制在與活性層(14、24)的排列方向垂直的面內(nèi)的光束發(fā)散。通過光束轉(zhuǎn)換器(18、28)使光束的橫截面大致旋轉(zhuǎn)90°。因此，在活性層的排列方向的光束發(fā)散被抑制，鄰接的光束難以互相交叉。
文檔編號(hào)G02B27/10GK1672083SQ0381747
公開日2005年9月21日 申請(qǐng)日期2003年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月7日
發(fā)明者鄭宇進(jìn), 宮島博文, 菅博文 申請(qǐng)人:浜松光子學(xué)株式會(huì)社