光学模组及激光医疗装置的制作方法

本发明涉及光学，具体而言，涉及一种光学模组及激光医疗装置。

背景技术：

1、高功率半导体激光器具有体积小、重量轻、效率高、寿命长等优点，已广泛用于工业加工、熔覆、泵浦以及医疗等领域，成为新世纪发展快、成果多、学科渗透广、应用范围大的核心器件之一。

2、在医疗美容领域，激光的主要应用在于祛斑、脱毛等。然而，现有的半导体激光设备在实现高功率、大均匀光斑时多采用光波导输出，其存在系统尺寸长、重量大的缺陷。尤其在采用多模块拼接式光源时，采用光波导的半导体激光设备会因光源模块化拼接带来更大的体积，使得光路系统难以灵活兼容。因此，如何提供一种新的光学模组以解决上述问题是目前亟待解决的技术难题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种光学模组及激光医疗装置，其能够在输出高功率、大均匀光斑的同时不增大模组的体积，提高激光模组的应用灵活性。

2、本发明的实施例是这样实现的：

3、本发明的一方面，提供一种光学模组，该光学模组包括多个半导体激光器叠阵、一一对应设于多个半导体激光器叠阵出光侧的多个快轴压缩镜组、一一对应设于多个快轴压缩镜组出光侧的多个负透镜，以及设于多个负透镜出光侧的棱镜；多个半导体激光器叠阵出射的光束分别通过对应快轴压缩镜组进行快轴压缩并经对应负透镜扩束后入射至棱镜，棱镜用于将多个半导体激光器叠阵出射的多个光束合束后出射。该光学模组能够在输出高功率、大均匀光斑的同时不增大模组的体积，提高激光模组的应用灵活性。

4、可选地，光学模组包括固定组和多个更换组，多个更换组用于替换设置于固定组的出光侧；其中，多个半导体激光器叠阵、多个快轴压缩镜组以及多个负透镜位于固定组内，棱镜位于更换组内；其中，任意两个更换组的棱镜对光束的偏转角度不同。该光学模组能够根据需要输出预设大小的光斑。

5、可选地，多个半导体激光器叠阵沿第一方向和第二方向呈m×n排布，其中，第一方向和第二方向分别为快轴方向和慢轴方向，m大于或等于1，n大于或等于1；棱镜包括用于将光束在第一方向上进行合束的第一棱镜单元以及用于将光束在第二方向上进行合束的第二棱镜单元，第一棱镜单元具有沿第一方向排布的m个第一棱面；第二棱镜单元具有沿第二方向排布的n个第二棱面。本申请通过对多个半导体激光器叠阵进行m×n排布，这样，该光学模组出射的光束能够在接收面得到高功率的大光斑。

6、可选地，m等于1，n大于或等于2；第一棱面与半导体激光器叠阵的出光方向垂直，且沿第二方向排布的n个半导体激光器叠阵分别对应n个第二棱面，n个第二棱面用于将沿第二方向排布的n个半导体激光器叠阵出射的光束在第二方向上合束；或者，m大于或等于2，n等于1；沿第一方向排布的m个半导体激光器叠阵分别对应m个第一棱面，m个第一棱面用于将沿第一方向排布的m个半导体激光器叠阵出射的光束在第一方向上合束，且第二棱面与半导体激光器叠阵的出光方向垂直。通过将多个半导体激光器叠阵进行线性排列，如此，能够在接收面得到长条形光斑。

7、可选地，m大于或等于2，n大于或等于2；沿第一方向排布的m组半导体激光器叠阵分别对应m个第一棱面，m个第一棱面用于将沿第一方向排布的m组半导体激光器叠阵出射的光束在第一方向上合束；沿第二方向排布的n组半导体激光器叠阵分别对应n个第二棱面，n个第二棱面用于将沿第二方向排布的n组半导体激光器叠阵出射的光束在第二方向上合束。

8、可选地，第一棱镜单元和第二棱镜单元一体成型，且第一棱镜单元的第一棱面和第二棱镜单元的第二棱面分别位于棱镜的相对两面。本申请将第一棱镜单元和第二棱镜单元进行一体成型设置，这样，能够减小光学模组的整体体积，且能够降低光学模组的装配难度。

9、可选地，第一棱镜单元和第二棱镜单元间隔设置。如此，能够降低棱镜的制备难度。

10、可选地，当m为大于1的奇数时，m个第一棱面中最中间的第一棱面与半导体激光器叠阵的出光方向垂直；当n为大于1的奇数时，n个第二棱面中最中间的第二棱面与半导体激光器叠阵的出光方向垂直。

11、可选地，负透镜为平凹透镜，且平凹透镜的凹面朝向半导体激光器叠阵。

12、可选地，负透镜与光轴呈锐角设置。

13、可选地，负透镜和棱镜之间满足以下公式：θ＝(n-1)×β；其中，θ等于负透镜和光轴的夹角的余角且等于棱镜对光束折射偏转角度的弧度值，n为棱镜的折射率，β为棱镜的楔形角的角度弧度值。本申请将负透镜呈倾斜设置，这样，经负透镜发散的光束会呈一定程度的偏心，能够在一定程度上协助棱镜使得光束在短距离内尽快合束。

14、本发明的另一方面，提供一种激光医疗装置，该激光医疗装置包括上述的光学模组。

15、本发明的有益效果包括：

16、本申请提供的光学模组包括多个半导体激光器叠阵、一一对应设于多个半导体激光器叠阵出光侧的多个快轴压缩镜组、一一对应设于多个快轴压缩镜组出光侧的多个负透镜，以及设于多个负透镜出光侧的棱镜；多个半导体激光器叠阵出射的光束分别通过对应快轴压缩镜组进行快轴压缩并经对应负透镜扩束后入射至棱镜，棱镜用于将多个半导体激光器叠阵出射的多个光束合束后出射。本申请的光学模组的光源采用的是多个半导体激光器叠阵，且本申请的固定组还包括了负透镜，这样，在负透镜的作用下固定组可以对光束进行扩束，使得该光学模组出射的光束能够得到更大尺寸的光斑，通过半导体激光器叠阵的设置可以使得该光学模组实现多模块、高功率的大光斑的输出。且本申请的棱镜的设置还可以使得多个模块(半导体激光器叠阵)的光束进行合束，能够使得光学模组在接收面得到均匀光斑。即本申请在实现高功率大均匀光斑输出的同时未使用光波导，因此其光学结构的体积不会得到明显增大，因此还提高了激光模组的应用灵活性。

技术特征：

1.一种光学模组，其特征在于，包括多个半导体激光器叠阵、一一对应设于多个所述半导体激光器叠阵出光侧的多个快轴压缩镜组、一一对应设于多个所述快轴压缩镜组出光侧的多个负透镜，以及设于所述多个负透镜出光侧的棱镜；

2.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述光学模组包括固定组和多个更换组，多个所述更换组用于替换设置于所述固定组的出光侧；其中，多个半导体激光器叠阵、多个快轴压缩镜组以及多个负透镜位于所述固定组内，所述棱镜位于所述更换组内；其中，任意两个所述更换组的棱镜对光束的偏转角度不同。

3.根据权利要求1或2所述的光学模组，其特征在于，多个所述半导体激光器叠阵沿第一方向和第二方向呈m×n排布，其中，第一方向和第二方向分别为快轴方向和慢轴方向，所述m大于或等于1，所述n大于或等于1；

4.根据权利要求3所述的光学模组，其特征在于，所述m等于1，所述n大于或等于2；所述第一棱面与所述半导体激光器叠阵的出光方向垂直，且沿所述第二方向排布的n个所述半导体激光器叠阵分别对应n个所述第二棱面，n个所述第二棱面用于将沿所述第二方向排布的n个半导体激光器叠阵出射的光束在所述第二方向上合束；

5.根据权利要求3所述的光学模组，其特征在于，所述m大于或等于2，所述n大于或等于2；沿所述第一方向排布的m组所述半导体激光器叠阵分别对应m个所述第一棱面，m个所述第一棱面用于将沿所述第一方向排布的m组半导体激光器叠阵出射的光束在所述第一方向上合束；沿所述第二方向排布的n组所述半导体激光器叠阵分别对应n个所述第二棱面，n个所述第二棱面用于将沿所述第二方向排布的n组半导体激光器叠阵出射的光束在所述第二方向上合束。

6.根据权利要求5所述的光学模组，其特征在于，所述第一棱镜单元和所述第二棱镜单元一体成型，且所述第一棱镜单元的第一棱面和所述第二棱镜单元的第二棱面分别位于所述棱镜的相对两面。

7.根据权利要求5所述的光学模组，其特征在于，所述第一棱镜单元和所述第二棱镜单元间隔设置。

8.根据权利要求3所述的光学模组，其特征在于，当所述m为大于1的奇数时，m个所述第一棱面中最中间的所述第一棱面与所述半导体激光器叠阵的出光方向垂直；

9.根据权利要求1或2所述的光学模组，其特征在于，所述负透镜为平凹透镜，且所述平凹透镜的凹面朝向半导体激光器叠阵。

10.根据权利要求1或2所述的光学模组，其特征在于，所述负透镜与光轴呈锐角设置。

11.根据权利要求10所述的光学模组，其特征在于，所述负透镜和所述棱镜之间满足以下公式：

12.一种激光医疗装置，其特征在于，包括权利要求1至11中任意一项所述的光学模组。

技术总结
一种光学模组及激光医疗装置，涉及光学技术领域。该光学模组包括多个半导体激光器叠阵、一一对应设于多个半导体激光器叠阵出光侧的多个快轴压缩镜组、一一对应设于多个快轴压缩镜组出光侧的多个负透镜，以及设于多个负透镜出光侧的棱镜；多个半导体激光器叠阵出射的光束分别通过对应快轴压缩镜组进行快轴压缩并经对应负透镜扩束后入射至棱镜，棱镜用于将多个半导体激光器叠阵出射的多个光束合束后出射。该光学模组能在输出高功率、大均匀光斑的同时不增大模组的体积，提高激光模组的应用灵活性。

技术研发人员：蔡磊
受保护的技术使用者：西安炬光科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15