多光束激光器合束装置制造方法
【专利摘要】本实用新型揭示了一种多光束激光器合束装置，包括一个第一激光器和至少一个的第二激光器，还包括与所述第二激光器的数量相匹配的二向色镜，所述第一激光器设置在所有所述二向色镜的透射光路上，所述第二激光器设置在各自相对应的所述二向色镜的反射光路上，所述第一激光器和第二激光器发出的光分别经过所述二向色镜透射和反射之后重合成一条输出光路，所述输出光路上依次设有消色差透镜、小孔光阑、合束镜和准直器。本实用新型使两种或两种以上波长的光高精度合束，实现空间滤波，提高光束质量，同时实现体积小，性能稳定。
【专利说明】多光束激光器合束装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于半导体激光器【技术领域】，尤其涉及一种多光束激光器合束装置。
【背景技术】
[0002] 光电子成像技术是眼视光研究领域的重要组成部分，有着重要的意义，在帮助临 床眼科医生诊断治疗眼科疾病、提高眼科医疗水平，和科研人员获取人眼表面或内部生物 组织图像等方面扮演着重要的角色，极大地推动了眼视光学科的发展。近十年来，与波前像 差测量、校正相关的技术研究和光电子成像仪器的发展引起了人们广泛的关注，自适应光 学技术与光学相干层析成像仪、共焦扫面激光检眼镜的结合，使得医生能够获得活体人眼 眼底细胞量级上的细胞、血管和视盘筛板图像，从而对眼科疾病实现超早期诊断与治疗有 着深远的影响。
[0003] 随着激光技术的不断成熟发展，越来越多的被使用到医疗仪器的研发中，如利用 激光光束的单色性，不同波长可激发出不同的荧光波长，从而实现对纳米级细胞的观测，即 流式细胞仪；通过不同波长的位相差异，实现对眼底视网膜的成像，即眼底成像仪。目前所 使用的仪器，合束一般都是自由空间的两束光经过反射镜进行耦合，存在合束精度差，温度 可靠性不良，背景噪声大等缺点，无法满足对病因的检查要求。 实用新型内容
[0004] 鉴于上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提出一种基于激光光纤耦合 原理的多光束激光器合束装置，将两个及两个以上波长的激光器的光束进行合束，可应用 于流式细胞仪及眼底成像等生物医疗系统。
[0005] 本实用新型的目的将通过以下技术方案得以实现：
[0006] 一种多光束激光器合束装置，包括一个第一激光器和至少一个的第二激光器，还 包括与所述第二激光器的数量相匹配的二向色镜，所述第一激光器设置在所有所述二向色 镜的透射光路上，所述第二激光器设置在各自相对应的所述二向色镜的反射光路上，所述 第一激光器和第二激光器发出的光分别经过所述二向色镜透射和反射之后重合成一条输 出光路，所述输出光路上依次设有消色差透镜、小孔光阑、合束镜和准直器。准直器包括准 直透镜及准直器套筒，选择合适的准直镜得到不同光斑大小的准直光束，调节准直镜可提 高耦合效率，进而提高绿光的偏振特性。通过共同的消色差透镜聚焦后进入小孔光阑，从而 实现空间滤波，拦截杂散光，提高光束质量，实现不同波长的相同波阵面的输出，避免的不 同波长的差异，达到高精度合束的目的。利用消色差透镜，使两种或两种以上波长的光高精 度合束，在很宽的温度范围内，合束的变化量可以忽略不计。
[0007] 优选的，上述的多光束激光器合束装置，其中：所述第一激光器与最先透射的所述 二向色镜之间设有一用于准直光斑大小的耦合镜，和/或所述第二激光器与各自相对应的 所述二向色镜之间分别设有一用于准直光斑大小的准直镜。
[0008] 优选的，上述的多光束激光器合束装置，其中：所述第一激光器发出的光通过第一 光纤耦合进入所述耦合镜中，和/或所述第二激光器发出的光通过第二光纤耦合进入所述 准直镜中。
[0009] 优选的，上述的多光束激光器合束装置，其中：经过所述合束镜的光通过公共光纤 耦合进入所述准直器中。通过在公共光纤端的准直器，实现红绿光的准直，可得到光斑的大 小为 0· 4mm?0· 5mm〇
[0010] 优选的，上述的多光束激光器合束装置，其中：还包括平面波导，所述第一激光器 和第二激光器发出的光分别通过第一光纤和第二光纤耦合进入所述平面波导，经过所述平 面波导之后重合成一条输出光路，所述输出光路上依次设有合束镜和准直器，经过所述合 束镜的光通过公共光纤耦合进入所述准直器中。可采用平面波导的方式，实现不同波长的 光的高精度合束实现空间滤波，不同波长的相同波阵面的输出。
[0011] 优选的，上述的多光束激光器合束装置，其中：所述第一激光器和所述第二激光器 分别为倍频激光器或半导体激光器。
[0012] 优选的，上述的多光束激光器合束装置，其中：所述合束镜采用激光焊接的方法进 行制作，具有无应力，可靠性强的特点。
[0013] 优选的，上述的多光束激光器合束装置，其中：所述第一光纤、第二光纤和公共光 纤分别为单模光纤或光子晶体光纤，实现进一步滤波，通过光纤的外包层，有效降低杂散 光，抑制光路中的背景噪声，提高光束质量。
[0014] 优选的，上述的多光束激光器合束装置，其中：所述二向色镜的厚度为lmnT4mm， 其光楔角度大于等于0.5°。
[0015] 本实用新型的突出效果为：
[0016] 本实用新型的一种多光束激光器合束装置，通过选择合适的准直镜得到不同光斑 大小的准直光束，调节准直镜可提高耦合效率，进而提高绿光的偏振特性。通过共同的消色 差透镜聚焦后进入小孔光阑，从而实现空间滤波，拦截杂散光，提高光束质量，实现不同波 长的相同波阵面的输出，避免的不同波长的差异，达到高精度合束的目的。利用消色差透 镜，使两种或两种以上波长的光高精度合束，在很宽的温度范围内，合束的变化量可以忽略 不计。或者，可采用平面波导的方式，实现不同波长的光的高精度合束实现空间滤波，不同 波长的相同波阵面的输出。光纤可实现进一步滤波，通过光纤的外包层，有效降低杂散光， 抑制光路中的背景噪声，提高光束质量，满足医疗仪器对低噪声的使用要求，提高的仪器的 整体精度，减少了医生的误判的概率，同时实现体积小，性能稳定。
[0017] 以下便结合实施例附图，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步的详述，以使本 实用新型技术方案更易于理解、掌握。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1是本实用新型实施例1的光学配置框图；
[0019] 图2是本实用新型实施例2的光学配置框图；
[0020] 图3是本实用新型实施例3的光学配置框图；
[0021] 图4是本实用新型实施例4的光学配置框图。
【具体实施方式】
[0022] 实施例1
[0023] 本实施例的一种多光束激光器合束装置，如图1所示，包括一个第一激光器1和一 个第二激光器2,可选的，第一激光器1和第二激光器2分别为倍频激光器或半导体激光器。 还包括一个二向色镜3,第一激光器1设置在二向色镜3的透射光路上，第二激光器2设置 在二向色镜3的反射光路上，第一激光器1与二向色镜3之间设有用于准直光斑大小的耦 合镜4,第二激光器2与二向色镜3之间设有用于准直光斑大小的准直镜5。第一激光器1 和第二激光器2发出的光分别经过二向色镜3透射和反射之后重合成一条输出光路，输出 光路上依次设有消色差透镜6、小孔光阑7、合束镜8和准直器9。第一激光器1发出的光通 过第一光纤10耦合进入耦合镜4中，第二激光器2发出的光通过第二光纤11耦合进入准 直镜5中。经过合束镜8的光通过公共光纤12耦合进入准直器9中。其中，二向色镜3的 厚度为lmnT4mm，其光楔角度大于等于0.5°。合束镜8采用激光焊接的方法进行制作。第 一光纤10、第二光纤11和公共光纤12分别为单模光纤或光子晶体光纤。
[0024] 本实施例的多光束激光器合束方法，包括以下步骤：
[0025] 第一步，第一激光器1发出的光通过第一光纤10 f禹合进入f禹合镜4中，再通过奉禹 合镜4进行光束整形，使光斑大小满足要求，通过具有楔角的二向色镜3透射后经消色差透 镜6聚焦进入小孔光阑7,最后经合束镜8进入公共光纤12 ;
[0026] 第二步，第二激光器2发出的光通过第二光纤11耦合进入准直镜5中，再通过准 直镜5进行光束整形，使光斑大小满足要求通过二向色镜3的反射后经消色差透镜6聚焦 进入小孔光阑7,最后经合束镜8进入公共光纤12 ;
[0027] 第三步，利用准直器9同时对公共光纤12输出的光进行准直，根据不同的光斑要 求，可实现不同光斑大小的准直光斑。
[0028] 实施例2
[0029] 本实施例的一种多光束激光器合束装置，如图2所示，包括一个第一激光器1和一 个第二激光器2,可选的，第一激光器1和第二激光器2分别为倍频激光器或半导体激光器。 还包括一个二向色镜3,第一激光器1设置在二向色镜3的透射光路上，第二激光器2设置 在二向色镜3的反射光路上，第一激光器1与二向色镜3之间设有用于准直光斑大小的耦 合镜4,第二激光器2与二向色镜3之间设有用于准直光斑大小的准直镜5。第一激光器1 和第二激光器2发出的光分别经过二向色镜3透射和反射之后重合成一条输出光路，输出 光路上依次设有消色差透镜6、小孔光阑7、合束镜8和准直器9。经过合束镜8的光通过公 共光纤12耦合进入准直器9中。其中，二向色镜3的厚度为lmnT4mm，其光楔角度大于等 于0.5°。合束镜8采用激光焊接的方法进行制作。公共光纤12为单模光纤或光子晶体光 纤。
[0030] 本实施例的多光束激光器合束方法，包括以下步骤：
[0031] 第一步，第一激光器1发出的光通过耦合镜4进行光束整形，使光斑大小满足要 求，通过具有楔角的二向色镜3透射后经消色差透镜6聚焦进入小孔光阑7,最后经合束镜 8进入公共光纤12 ;
[0032] 第二步，第二激光器2发出的光通过准直镜5进行光束整形，使光斑大小满足要求 通过二向色镜3的反射后经消色差透镜6聚焦进入小孔光阑7,最后经合束镜8进入公共光 纤12;
[0033] 第三步，利用准直器9同时对公共光纤12输出的光进行准直，根据不同的光斑要 求，可实现不同光斑大小的准直光斑。
[0034] 实施例3
[0035] 本实施例的一种多光束激光器合束装置，如图3所示，包括一个第一激光器1和三 个第二激光器21，22和23。可选的，第一激光器1和第二激光器21，22和23分别为倍频 激光器或半导体激光器。还包括三个与第二激光器21，22和23的相对应的二向色镜31， 32和33,第一激光器1设置在二向色镜31，32和33的透射光路上，第二激光器21设置在 二向色镜31的反射光路上，第二激光器22设置在二向色镜32的反射光路上，第二激光器 23设置在二向色镜33的反射光路上，第一激光器1与二向色镜31之间设有用于准直光斑 大小的f禹合镜4,第二激光器21与二向色镜31之间设有用于准直光斑大小的准直镜51，第 二激光器22与二向色镜32之间设有用于准直光斑大小的准直镜52,第二激光器23与二向 色镜33之间设有用于准直光斑大小的准直镜53。第一激光器1和第二激光器21，22和23 发出的光分别经过二向色镜31，32和33透射和反射之后重合成一条输出光路，输出光路上 依次设有消色差透镜6、小孔光阑7、合束镜8和准直器9。第一激光器1发出的光通过第 一光纤10耦合进入耦合镜4中，经过合束镜8的光通过公共光纤12耦合进入准直器9中。 其中，二向色镜31，32和33的厚度为lmnT4mm，其光楔角度大于等于0. 5°。合束镜8采用 激光焊接的方法进行制作。第一光纤10和公共光纤12分别为单模光纤或光子晶体光纤。
[0036] 本实施例的多光束激光器合束方法，包括以下步骤：
[0037] 第一步，第一激光器1发出的光通过第一光纤10 f禹合进入f禹合镜4中，再通过奉禹 合镜4进行光束整形，使光斑大小满足要求，通过具有楔角的二向色镜31，32和33透射后 经消色差透镜6聚焦进入小孔光阑7,最后经合束镜8进入公共光纤12 ;
[0038] 第二步，第二激光器21发出的光通过准直镜51进行光束整形，使光斑大小满足要 求通过二向色镜31的反射、二向色镜32和33的透射后经消色差透镜6聚焦进入小孔光阑 7,最后经合束镜8进入公共光纤12 ;
[0039] 第三步，第二激光器22发出的光通过准直镜52进行光束整形，使光斑大小满足要 求通过二向色镜32的反射和33的透射后经消色差透镜6聚焦进入小孔光阑7,最后经合束 镜8进入公共光纤12 ;
[0040] 第四步，第二激光器23发出的光通过准直镜53进行光束整形，使光斑大小满足要 求通过二向色镜33的反射后经消色差透镜6聚焦进入小孔光阑7,最后经合束镜8进入公 共光纤12 ;
[0041] 第五步，利用准直器9同时对公共光纤12输出的光进行准直，根据不同的光斑要 求，可实现不同光斑大小的准直光斑。
[0042] 实施例4
[0043] 本实施例的一种多光束激光器合束装置，如图4所示，包括第一激光器1和第二激 光器2,可选的，第一激光器1和第二激光器2分别为倍频激光器或半导体激光器。还包括 平面波导13,第一激光器1和第二激光器2发出的光分别通过第一光纤10和第二光纤11 耦合进入平面波导13,经过平面波导13之后重合成一条输出光路，输出光路上依次设有合 束镜8和准直器9,经过合束镜8的光通过公共光纤12耦合进入准直器9中。
[0044] 本实施例的多光束激光器合束方法，包括以下步骤：第一激光器1和第二激光器2 发出的光分别通过第一光纤10和第二光纤11耦合进入平面波导13 ;平面波导13输出的 光经合束镜8耦合进公共光纤12 ;利用准直器9同时对公共光纤12输出的光进行准直，得 到满足要求的光斑大小的光。
[0045] 本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术 方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种多光束激光器合束装置，包括一个第一激光器和至少一个的第二激光器，其特 征在于：还包括与所述第二激光器的数量相匹配的二向色镜，所述第一激光器设置在所有 所述二向色镜的透射光路上，所述第二激光器设置在各自相对应的所述二向色镜的反射光 路上，所述第一激光器和第二激光器发出的光分别经过所述二向色镜透射和反射之后重合 成一条输出光路，所述输出光路上依次设有消色差透镜、小孔光阑、合束镜和准直器。
2. 根据权利要求1所述的多光束激光器合束装置，其特征在于：所述第一激光器与最 先透射的所述二向色镜之间设有一用于准直光斑大小的耦合镜，和/或所述第二激光器与 各自相对应的所述二向色镜之间分别设有一用于准直光斑大小的准直镜。
3. 根据权利要求2所述的多光束激光器合束装置，其特征在于：所述第一激光器发出 的光通过第一光纤耦合进入所述耦合镜中，和/或所述第二激光器发出的光通过第二光纤 耦合进入所述准直镜中。
4. 根据权利要求1所述的多光束激光器合束装置，其特征在于：经过所述合束镜的光 通过公共光纤耦合进入所述准直器中。
5. 根据权利要求1所述的多光束激光器合束装置，其特征在于：所述第一激光器和所 述第二激光器分别为倍频激光器或半导体激光器。
6. 根据权利要求1所述的多光束激光器合束装置，其特征在于：所述合束镜采用激光 焊接的方法进行制作。
7. 根据权利要求3所述的多光束激光器合束装置，其特征在于：所述第一光纤、第二光 纤和公共光纤分别为单模光纤或光子晶体光纤。
8. 根据权利要求1所述的多光束激光器合束装置，其特征在于：所述二向色镜的厚度 为lmnT4mm，其光楔角度大于等于0. 5°。
【文档编号】H01S5/06GK203911229SQ201420094942
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年3月4日 优先权日:2014年3月4日
【发明者】宫广彪, 季朝华, 罗宁一 申请人:维林光电(苏州)有限公司