多光束激光器合束裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型揭示了一種多光束激光器合束裝置，包括一個第一激光器和至少一個的第二激光器，還包括與所述第二激光器的數(shù)量相匹配的二向色鏡，所述第一激光器設(shè)置在所有所述二向色鏡的透射光路上，所述第二激光器設(shè)置在各自相對應(yīng)的所述二向色鏡的反射光路上，所述第一激光器和第二激光器發(fā)出的光分別經(jīng)過所述二向色鏡透射和反射之后重合成一條輸出光路，所述輸出光路上依次設(shè)有消色差透鏡、小孔光闌、合束鏡和準(zhǔn)直器。本實(shí)用新型使兩種或兩種以上波長的光高精度合束，實(shí)現(xiàn)空間濾波，提高光束質(zhì)量，同時實(shí)現(xiàn)體積小，性能穩(wěn)定。
【專利說明】多光束激光器合束裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體激光器【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種多光束激光器合束裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 光電子成像技術(shù)是眼視光研究領(lǐng)域的重要組成部分，有著重要的意義，在幫助臨 床眼科醫(yī)生診斷治療眼科疾病、提高眼科醫(yī)療水平，和科研人員獲取人眼表面或內(nèi)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(xué)科的發(fā)展。近十年來，與波前像 差測量、校正相關(guān)的技術(shù)研究和光電子成像儀器的發(fā)展引起了人們廣泛的關(guān)注，自適應(yīng)光 學(xué)技術(shù)與光學(xué)相干層析成像儀、共焦掃面激光檢眼鏡的結(jié)合，使得醫(yī)生能夠獲得活體人眼 眼底細(xì)胞量級上的細(xì)胞、血管和視盤篩板圖像，從而對眼科疾病實(shí)現(xiàn)超早期診斷與治療有 著深遠(yuǎn)的影響。
[0003] 隨著激光技術(shù)的不斷成熟發(fā)展，越來越多的被使用到醫(yī)療儀器的研發(fā)中，如利用 激光光束的單色性，不同波長可激發(fā)出不同的熒光波長，從而實(shí)現(xiàn)對納米級細(xì)胞的觀測，即 流式細(xì)胞儀；通過不同波長的位相差異，實(shí)現(xiàn)對眼底視網(wǎng)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(jīng)過反射鏡進(jìn)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(diǎn)，無法滿足對病因的檢查要求。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提出一種基于激光光纖耦合 原理的多光束激光器合束裝置，將兩個及兩個以上波長的激光器的光束進(jìn)行合束，可應(yīng)用 于流式細(xì)胞儀及眼底成像等生物醫(yī)療系統(tǒng)。
[0005] 本實(shí)用新型的目的將通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)：
[0006] 一種多光束激光器合束裝置，包括一個第一激光器和至少一個的第二激光器，還 包括與所述第二激光器的數(shù)量相匹配的二向色鏡，所述第一激光器設(shè)置在所有所述二向色 鏡的透射光路上，所述第二激光器設(shè)置在各自相對應(yīng)的所述二向色鏡的反射光路上，所述 第一激光器和第二激光器發(fā)出的光分別經(jīng)過所述二向色鏡透射和反射之后重合成一條輸 出光路，所述輸出光路上依次設(shè)有消色差透鏡、小孔光闌、合束鏡和準(zhǔn)直器。準(zhǔn)直器包括準(zhǔn) 直透鏡及準(zhǔn)直器套筒，選擇合適的準(zhǔn)直鏡得到不同光斑大小的準(zhǔn)直光束，調(diào)節(jié)準(zhǔn)直鏡可提 高耦合效率，進(jìn)而提高綠光的偏振特性。通過共同的消色差透鏡聚焦后進(jìn)入小孔光闌，從而 實(shí)現(xiàn)空間濾波，攔截雜散光，提高光束質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)不同波長的相同波陣面的輸出，避免的不 同波長的差異，達(dá)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，在很寬的溫度范圍內(nèi)，合束的變化量可以忽略不計(jì)。
[0007] 優(yōu)選的，上述的多光束激光器合束裝置，其中：所述第一激光器與最先透射的所述 二向色鏡之間設(shè)有一用于準(zhǔn)直光斑大小的耦合鏡，和/或所述第二激光器與各自相對應(yīng)的 所述二向色鏡之間分別設(shè)有一用于準(zhǔn)直光斑大小的準(zhǔn)直鏡。
[0008] 優(yōu)選的，上述的多光束激光器合束裝置，其中：所述第一激光器發(fā)出的光通過第一 光纖耦合進(jìn)入所述耦合鏡中，和/或所述第二激光器發(fā)出的光通過第二光纖耦合進(jìn)入所述 準(zhǔn)直鏡中。
[0009] 優(yōu)選的，上述的多光束激光器合束裝置，其中：經(jīng)過所述合束鏡的光通過公共光纖 耦合進(jìn)入所述準(zhǔn)直器中。通過在公共光纖端的準(zhǔn)直器，實(shí)現(xiàn)紅綠光的準(zhǔn)直，可得到光斑的大 小為 0· 4mm?0· 5mm〇
[0010] 優(yōu)選的，上述的多光束激光器合束裝置，其中：還包括平面波導(dǎo)，所述第一激光器 和第二激光器發(fā)出的光分別通過第一光纖和第二光纖耦合進(jìn)入所述平面波導(dǎo)，經(jīng)過所述平 面波導(dǎo)之后重合成一條輸出光路，所述輸出光路上依次設(shè)有合束鏡和準(zhǔn)直器，經(jīng)過所述合 束鏡的光通過公共光纖耦合進(jìn)入所述準(zhǔn)直器中。可采用平面波導(dǎo)的方式，實(shí)現(xiàn)不同波長的 光的高精度合束實(shí)現(xiàn)空間濾波，不同波長的相同波陣面的輸出。
[0011] 優(yōu)選的，上述的多光束激光器合束裝置，其中：所述第一激光器和所述第二激光器 分別為倍頻激光器或半導(dǎo)體激光器。
[0012] 優(yōu)選的，上述的多光束激光器合束裝置，其中：所述合束鏡采用激光焊接的方法進(jìn) 行制作，具有無應(yīng)力，可靠性強(qiáng)的特點(diǎn)。
[0013] 優(yōu)選的，上述的多光束激光器合束裝置，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(shí)現(xiàn)進(jìn)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(zhì)量。
[0014] 優(yōu)選的，上述的多光束激光器合束裝置，其中：所述二向色鏡的厚度為lmnT4mm， 其光楔角度大于等于0.5°。
[0015] 本實(shí)用新型的突出效果為：
[0016] 本實(shí)用新型的一種多光束激光器合束裝置，通過選擇合適的準(zhǔn)直鏡得到不同光斑 大小的準(zhǔn)直光束，調(diào)節(jié)準(zhǔn)直鏡可提高耦合效率，進(jìn)而提高綠光的偏振特性。通過共同的消色 差透鏡聚焦后進(jìn)入小孔光闌，從而實(shí)現(xiàn)空間濾波，攔截雜散光，提高光束質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)不同波 長的相同波陣面的輸出，避免的不同波長的差異，達(dá)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，在很寬的溫度范圍內(nèi)，合束的變化量可以忽略 不計(jì)?；蛘?，可采用平面波導(dǎo)的方式，實(shí)現(xiàn)不同波長的光的高精度合束實(shí)現(xiàn)空間濾波，不同 波長的相同波陣面的輸出。光纖可實(shí)現(xiàn)進(jìn)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(zhì)量，滿足醫(yī)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(yī)生的誤判的概率，同時實(shí)現(xiàn)體積小，性能穩(wěn)定。
[0017] 以下便結(jié)合實(shí)施例附圖，對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳述，以使本 實(shí)用新型技術(shù)方案更易于理解、掌握。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的光學(xué)配置框圖；
[0019] 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2的光學(xué)配置框圖；
[0020] 圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例3的光學(xué)配置框圖；
[0021] 圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例4的光學(xué)配置框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 實(shí)施例1
[0023] 本實(shí)施例的一種多光束激光器合束裝置，如圖1所示，包括一個第一激光器1和一 個第二激光器2,可選的，第一激光器1和第二激光器2分別為倍頻激光器或半導(dǎo)體激光器。 還包括一個二向色鏡3,第一激光器1設(shè)置在二向色鏡3的透射光路上，第二激光器2設(shè)置 在二向色鏡3的反射光路上，第一激光器1與二向色鏡3之間設(shè)有用于準(zhǔn)直光斑大小的耦 合鏡4,第二激光器2與二向色鏡3之間設(shè)有用于準(zhǔn)直光斑大小的準(zhǔn)直鏡5。第一激光器1 和第二激光器2發(fā)出的光分別經(jīng)過二向色鏡3透射和反射之后重合成一條輸出光路，輸出 光路上依次設(shè)有消色差透鏡6、小孔光闌7、合束鏡8和準(zhǔn)直器9。第一激光器1發(fā)出的光通 過第一光纖10耦合進(jìn)入耦合鏡4中，第二激光器2發(fā)出的光通過第二光纖11耦合進(jìn)入準(zhǔn) 直鏡5中。經(jīng)過合束鏡8的光通過公共光纖12耦合進(jìn)入準(zhǔn)直器9中。其中，二向色鏡3的 厚度為lmnT4mm，其光楔角度大于等于0.5°。合束鏡8采用激光焊接的方法進(jìn)行制作。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(shí)施例的多光束激光器合束方法，包括以下步驟：
[0025] 第一步，第一激光器1發(fā)出的光通過第一光纖10 f禹合進(jìn)入f禹合鏡4中，再通過奉禹 合鏡4進(jìn)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透射后經(jīng)消色差透 鏡6聚焦進(jìn)入小孔光闌7,最后經(jīng)合束鏡8進(jìn)入公共光纖12 ;
[0026] 第二步，第二激光器2發(fā)出的光通過第二光纖11耦合進(jìn)入準(zhǔn)直鏡5中，再通過準(zhǔn) 直鏡5進(jìn)行光束整形，使光斑大小滿足要求通過二向色鏡3的反射后經(jīng)消色差透鏡6聚焦 進(jìn)入小孔光闌7,最后經(jīng)合束鏡8進(jìn)入公共光纖12 ;
[0027] 第三步，利用準(zhǔn)直器9同時對公共光纖12輸出的光進(jìn)行準(zhǔn)直，根據(jù)不同的光斑要 求，可實(shí)現(xiàn)不同光斑大小的準(zhǔn)直光斑。
[0028] 實(shí)施例2
[0029] 本實(shí)施例的一種多光束激光器合束裝置，如圖2所示，包括一個第一激光器1和一 個第二激光器2,可選的，第一激光器1和第二激光器2分別為倍頻激光器或半導(dǎo)體激光器。 還包括一個二向色鏡3,第一激光器1設(shè)置在二向色鏡3的透射光路上，第二激光器2設(shè)置 在二向色鏡3的反射光路上，第一激光器1與二向色鏡3之間設(shè)有用于準(zhǔn)直光斑大小的耦 合鏡4,第二激光器2與二向色鏡3之間設(shè)有用于準(zhǔn)直光斑大小的準(zhǔn)直鏡5。第一激光器1 和第二激光器2發(fā)出的光分別經(jīng)過二向色鏡3透射和反射之后重合成一條輸出光路，輸出 光路上依次設(shè)有消色差透鏡6、小孔光闌7、合束鏡8和準(zhǔn)直器9。經(jīng)過合束鏡8的光通過公 共光纖12耦合進(jìn)入準(zhǔn)直器9中。其中，二向色鏡3的厚度為lmnT4mm，其光楔角度大于等 于0.5°。合束鏡8采用激光焊接的方法進(jìn)行制作。公共光纖12為單模光纖或光子晶體光 纖。
[0030] 本實(shí)施例的多光束激光器合束方法，包括以下步驟：
[0031] 第一步，第一激光器1發(fā)出的光通過耦合鏡4進(jìn)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透射后經(jīng)消色差透鏡6聚焦進(jìn)入小孔光闌7,最后經(jīng)合束鏡 8進(jìn)入公共光纖12 ;
[0032] 第二步，第二激光器2發(fā)出的光通過準(zhǔn)直鏡5進(jìn)行光束整形，使光斑大小滿足要求 通過二向色鏡3的反射后經(jīng)消色差透鏡6聚焦進(jìn)入小孔光闌7,最后經(jīng)合束鏡8進(jìn)入公共光 纖12;
[0033] 第三步，利用準(zhǔn)直器9同時對公共光纖12輸出的光進(jìn)行準(zhǔn)直，根據(jù)不同的光斑要 求，可實(shí)現(xiàn)不同光斑大小的準(zhǔn)直光斑。
[0034] 實(shí)施例3
[0035] 本實(shí)施例的一種多光束激光器合束裝置，如圖3所示，包括一個第一激光器1和三 個第二激光器21，22和23?？蛇x的，第一激光器1和第二激光器21，22和23分別為倍頻 激光器或半導(dǎo)體激光器。還包括三個與第二激光器21，22和23的相對應(yīng)的二向色鏡31， 32和33,第一激光器1設(shè)置在二向色鏡31，32和33的透射光路上，第二激光器21設(shè)置在 二向色鏡31的反射光路上，第二激光器22設(shè)置在二向色鏡32的反射光路上，第二激光器 23設(shè)置在二向色鏡33的反射光路上，第一激光器1與二向色鏡31之間設(shè)有用于準(zhǔn)直光斑 大小的f禹合鏡4,第二激光器21與二向色鏡31之間設(shè)有用于準(zhǔn)直光斑大小的準(zhǔn)直鏡51，第 二激光器22與二向色鏡32之間設(shè)有用于準(zhǔn)直光斑大小的準(zhǔn)直鏡52,第二激光器23與二向 色鏡33之間設(shè)有用于準(zhǔn)直光斑大小的準(zhǔn)直鏡53。第一激光器1和第二激光器21，22和23 發(fā)出的光分別經(jīng)過二向色鏡31，32和33透射和反射之后重合成一條輸出光路，輸出光路上 依次設(shè)有消色差透鏡6、小孔光闌7、合束鏡8和準(zhǔn)直器9。第一激光器1發(fā)出的光通過第 一光纖10耦合進(jìn)入耦合鏡4中，經(jīng)過合束鏡8的光通過公共光纖12耦合進(jìn)入準(zhǔn)直器9中。 其中，二向色鏡31，32和33的厚度為lmnT4mm，其光楔角度大于等于0. 5°。合束鏡8采用 激光焊接的方法進(jìn)行制作。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(shí)施例的多光束激光器合束方法，包括以下步驟：
[0037] 第一步，第一激光器1發(fā)出的光通過第一光纖10 f禹合進(jìn)入f禹合鏡4中，再通過奉禹 合鏡4進(jìn)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透射后 經(jīng)消色差透鏡6聚焦進(jìn)入小孔光闌7,最后經(jīng)合束鏡8進(jìn)入公共光纖12 ;
[0038] 第二步，第二激光器21發(fā)出的光通過準(zhǔn)直鏡51進(jìn)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的透射后經(jīng)消色差透鏡6聚焦進(jìn)入小孔光闌 7,最后經(jīng)合束鏡8進(jìn)入公共光纖12 ;
[0039] 第三步，第二激光器22發(fā)出的光通過準(zhǔn)直鏡52進(jìn)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的透射后經(jīng)消色差透鏡6聚焦進(jìn)入小孔光闌7,最后經(jīng)合束 鏡8進(jìn)入公共光纖12 ;
[0040] 第四步，第二激光器23發(fā)出的光通過準(zhǔn)直鏡53進(jìn)行光束整形，使光斑大小滿足要 求通過二向色鏡33的反射后經(jīng)消色差透鏡6聚焦進(jìn)入小孔光闌7,最后經(jīng)合束鏡8進(jìn)入公 共光纖12 ;
[0041] 第五步，利用準(zhǔn)直器9同時對公共光纖12輸出的光進(jìn)行準(zhǔn)直，根據(jù)不同的光斑要 求，可實(shí)現(xiàn)不同光斑大小的準(zhǔn)直光斑。
[0042] 實(shí)施例4
[0043] 本實(shí)施例的一種多光束激光器合束裝置，如圖4所示，包括第一激光器1和第二激 光器2,可選的，第一激光器1和第二激光器2分別為倍頻激光器或半導(dǎo)體激光器。還包括 平面波導(dǎo)13,第一激光器1和第二激光器2發(fā)出的光分別通過第一光纖10和第二光纖11 耦合進(jìn)入平面波導(dǎo)13,經(jīng)過平面波導(dǎo)13之后重合成一條輸出光路，輸出光路上依次設(shè)有合 束鏡8和準(zhǔn)直器9,經(jīng)過合束鏡8的光通過公共光纖12耦合進(jìn)入準(zhǔn)直器9中。
[0044] 本實(shí)施例的多光束激光器合束方法，包括以下步驟：第一激光器1和第二激光器2 發(fā)出的光分別通過第一光纖10和第二光纖11耦合進(jìn)入平面波導(dǎo)13 ;平面波導(dǎo)13輸出的 光經(jīng)合束鏡8耦合進(jìn)公共光纖12 ;利用準(zhǔn)直器9同時對公共光纖12輸出的光進(jìn)行準(zhǔn)直，得 到滿足要求的光斑大小的光。
[0045] 本實(shí)用新型尚有多種實(shí)施方式，凡采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術(shù) 方案，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種多光束激光器合束裝置，包括一個第一激光器和至少一個的第二激光器，其特 征在于：還包括與所述第二激光器的數(shù)量相匹配的二向色鏡，所述第一激光器設(shè)置在所有 所述二向色鏡的透射光路上，所述第二激光器設(shè)置在各自相對應(yīng)的所述二向色鏡的反射光 路上，所述第一激光器和第二激光器發(fā)出的光分別經(jīng)過所述二向色鏡透射和反射之后重合 成一條輸出光路，所述輸出光路上依次設(shè)有消色差透鏡、小孔光闌、合束鏡和準(zhǔn)直器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多光束激光器合束裝置，其特征在于：所述第一激光器與最 先透射的所述二向色鏡之間設(shè)有一用于準(zhǔn)直光斑大小的耦合鏡，和/或所述第二激光器與 各自相對應(yīng)的所述二向色鏡之間分別設(shè)有一用于準(zhǔn)直光斑大小的準(zhǔn)直鏡。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多光束激光器合束裝置，其特征在于：所述第一激光器發(fā)出 的光通過第一光纖耦合進(jìn)入所述耦合鏡中，和/或所述第二激光器發(fā)出的光通過第二光纖 耦合進(jìn)入所述準(zhǔn)直鏡中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多光束激光器合束裝置，其特征在于：經(jīng)過所述合束鏡的光 通過公共光纖耦合進(jìn)入所述準(zhǔn)直器中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多光束激光器合束裝置，其特征在于：所述第一激光器和所 述第二激光器分別為倍頻激光器或半導(dǎo)體激光器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多光束激光器合束裝置，其特征在于：所述合束鏡采用激光 焊接的方法進(jìn)行制作。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多光束激光器合束裝置，其特征在于：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(jù)權(quán)利要求1所述的多光束激光器合束裝置，其特征在于：所述二向色鏡的厚度 為lmnT4mm，其光楔角度大于等于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(yōu)先權(quán)日:2014年3月4日
【發(fā)明者】宮廣彪, 季朝華, 羅寧一 申請人:維林光電(蘇州)有限公司