激光单元及激光系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种激光单元及激光系统，包括：一激光器，所述激光器包括激光芯片和准直元件，准直元件位于激光芯片输出光的光路上，用于对激光芯片的输出光进行准直，形成准直光束；位于准直光束光路上的反射元件，所述反射元件的反射面与准直元件成第一角度，用于对准直光束的方向进行调节，形成调节光束；其中，第一角度的取值范围为0°-90°，不包括端点值，从而可以根据对激光单元及包括该激光单元的激光系统出射光束的要求，来调节第一角度，进而调节调节光束的方向，使得调节光束可以满足预期要求，即使得本实用新型所提供的激光单元及激光系统的出射光束可以满足预期要求，提高了激光单元及激光系统的合格率。
【专利说明】激光单元及激光系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及激光系统【技术领域】，尤其涉及一种激光单元及包括该激光单元的激光系统。
【背景技术】
[0002]随着工业化步伐的逐渐加快，激光系统也逐渐应用到照明、透镜、医疗等领域，其中，某些领域对激光系统中的出射光束的要求较高。但是，受工业化的要求，激光系统中激光芯片和位于激光芯片上的准直透镜非常小，激光芯片的发射中心难以与准直透镜的轴线重合，使得激光系统的出射光束难以满足预期要求，从而导致激光系统的合格率不足50%。
实用新型内容
[0003]为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种激光单元及包括该激光单元的激光系统，以提高所述激光系统的合格率。
[0004]为解决上述问题，本实用新型实施例提供了如下技术方案:
[0005]一种激光单元，包括:
[0006]一激光器，所述激光器包括激光芯片和准直元件，所述准直元件位于所述激光芯片输出光的光路上，用于对所述激光芯片的输出光进行准直，形成准直光束；
[0007]位于所述准直光束光路上的反射元件，所述反射元件的反射面与所述准直元件成第一角度，用于对所述准直光束的方向进行调节，形成调节光束；
[0008]其中，所述第一角度的取值范围为0° -90°，不包括端点值。
[0009]优选的，所述反射元件的反射面覆盖所述准直光束的全部光线。
[0010]优选的，所述反射元件的位置可调。
[0011]一种激光系统，包括:至少两个上述任一项所述的激光单元。
[0012]优选的，各所述激光单元均包括一一对应的准直元件和反射元件。
[0013]优选的，各所述激光单元中的反射元件在所述准直元件的垂直面上的投影不重叠。
[0014]优选的，相邻激光单元中的反射元件在所述准直元件的垂直面上的投影首尾相连。
[0015]优选的，多个所述反射元件的位置可调，用于调节调节光束的方向。
[0016]优选的，所述激光系统还包括:位于调节光束光路上的一聚焦透镜，用于对各个调节光束进行聚焦。
[0017]优选的，所述聚焦透镜完全覆盖各激光单元中的调节光束。
[0018]与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点:
[0019]本实用新型所提供的激光单元及包括该激光单元的激光系统，除包括激光器中的激光芯片和位于所述激光芯片输出光路上的准直元件外，还包括位于所述准直元件输出光路上的反射元件，其中，所述准直元件用于对所述激光芯片输出的光进行准直，形成准直光束，所述反射元件用于对所述准直光束的方向进行调节，形成调节光束，而所述反射元件的反射面与所述准直元件成第一角度，从而可以根据对所述激光单元及包括该激光单元的激光系统出射光束的要求，来调节所述第一角度，进而调节所述调节光束的方向，使得所述调节光束可以满足预期要求，即使得本实用新型实施例所提供的激光单元及包括该激光单元的激光系统的出射光束可以满足预期要求，提高了所述激光单元及包括该激光单元的激光系统的合格率。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1本实用新型一个实施例中所提供的激光单元的结构示意图；
[0022]图2为本实用新型一个实施例中所提供的激光系统的结构示意图；
[0023]图3为本实用新型另一个实施例中所提供的激光系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]正如【背景技术】部分所述，现有技术中激光系统的合格率不足50%。
[0025]有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种激光单元，包括:
[0026]一激光器，所述激光器包括激光芯片和准直元件，所述准直元件位于所述激光芯片输出光的光路上，用于对所述激光芯片的输出光进行准直，形成准直光束。其中，所述准直单元包括但不限于反光杯，菲涅尔透镜和准直透镜。所述准直元件为反光杯时，反光杯为椭球形或球形的一部分，激光芯片位于反光杯的中心位置，以减少光程。当准直元件为菲涅尔透镜时，由于菲涅尔透镜薄，同样可以减小光程。当准直单元为准直透镜时，由于准直透镜的成本低，从而可以降低激光器的成本。
[0027]位于所述准直光束光路上的反射元件，所述反射元件的反射面与所述准直元件成第一角度，用于对所述准直光束的方向进行调节，形成调节光束。其中，所述反射元件包括但不限于反射片、反光杯。
[0028]其中，所述第一角度的取值范围为0° -90°，不包括端点值。
[0029]相应的，本实用新型实施例还提供了一种激光系统，所述激光系统包括至少两个上述激光单元。
[0030]本实用新型实施例所提供的激光单元及包括该激光单元的激光系统，除包括激光器中的激光芯片和位于所述激光芯片输出光路上的准直元件外，还包括位于所述准直光束光路上的反射元件，其中，所述准直元件用于对所述激光芯片的输出光进行准直，形成准直光束，所述反射元件用于对所述准直光束的方向进行调节，形成调节光束，而所述反射元件的反射面与所述准直元件成第一角度，从而可以根据对所述激光单元及包括该激光单元的激光系统出射光束的要求，来调节所述第一角度，进而调节所述调节光束的方向，使得所述调节光束可以满足预期要求。由此可见，本实用新型实施例所提供的激光单元及包括该激光单元的激光系统的出射光束可以满足预期要求，提高了所述激光单元及包括该激光单元的激光系统的合格率。
[0031]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做详细的说明。
[0032]在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广。因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。
[0033]如图1所示，本实用新型实施例提供了一种激光单元，包括:
[0034]一激光器，所述激光器包括激光芯片I和准直元件2，所述准直元件2位于所述激光芯片I输出光的光路上，用于对所述激光芯片I的输出光进行准直，形成准直光束；
[0035]位于所述准直光束光路上的反射元件3，所述反射元件3的反射面与所述准直元件2成第一角度，用于对所述准直光束的方向进行调节；
[0036]其中，所述第一角度的取值范围为0° -90°，不包括端点值。
[0037]需要说明的是，在本实用新型的一个优选实施例中，所述准直元件2为准直透镜，所述反射元件3为反射片，下面以所述准直元件2为准直透镜，所述反射元件3为反射片，对本实用新型实施例所提供的激光单元进行描述。但在本实用新型的其他实施例中，所述准直元件2还可以为其他准直元件，所述反射元件3也可以为其他镀膜的反射元件，本实用新型对此并不做限定，具体视情况而定。
[0038]还需要说明的是，在本实用新型实施例中，所述第一角度的取值根据具体的应用需求而定，本实用新型对此也不做限定，以利用所述反射元件3对所述准直光束的方向进行调节，使其满足相应的应用需求为宜。
[0039]在本实用新型的一个优选实施例中，所述反射元件3的反射面覆盖所述准直光束的全部光线，从而保证可以利用所述反射元件3对所述准直光束的全部光线进行调节，提高所述准直元件2输出光的利用率。更优选的，所述反射元件3的反射面恰好覆盖所述准直光束的全部光线，从而在保证可以利用所述反射元件3对所述准直光束的全部光线进行调节的基础上，减小所述反射元件3的尺寸，进而减小所述激光单元的尺寸，便于所述激光单元的集成化。
[0040]在上述任一实施例的基础上，在本实用新型的另一个优选实施例中，所述反射元件3的位置可调，从而使得本实用新型实施例所提供的激光单元可以适用多种应用场合的出射光需求。
[0041]由上可知，本实用新型实施例所提供的激光单元，包括:激光器，所述激光器包括激光芯片I和准直元件2，所述准直元件2位于所述激光芯片I输出光的光路上，用于对所述激光芯片I的输出光进行准直，形成准直光束；位于所述准直光束光路上的反射元件3，所述反射元件3的反射面与所述准直元件2成第一角度，对所述准直光束的方向进行调节；其中，所述第一角度的取值范围为0° -90°，不包括端点值，从而可以通过调节所述反射元件3的反射面与所述准直元件2所成的第一角度，来对所述准直光束的方向进行调节，使得所述激光单元的输出光完全平行，或与所述准直元件2的轴线呈一定角度，使其在应用到具体场合时，可以更好的满足其应用需求，提高所述激光单元的合格率。
[0042]基于上述实施例，本实用新型实施例还提供了一种激光系统，包括至少两个上述任一实施例中所提供的激光单元。其中，所述激光单元包括:一激光器，所述激光器包括激光芯片I和准直元件2，所述准直元件2位于所述激光芯片I输出光的光路上，用于对所述激光芯片I的输出光进行准直，形成准直光束；位于所述准直光束光路上的反射元件3，所述反射元件3的反射面与所述准直元件2成第一角度，对所述准直光束的方向进行调节；其中，所述第一角度的取值范围为0° -90°，不包括端点值。也即该激光系统包括激光器阵列，所述激光器阵列通过反射元件对激光器出射的准直光束进行二次矫正，从而使得激光系统的出射光按照特定需求出射，比如:汇聚一点，平行出射等。
[0043]需要说明的是，在本实用新型的优选实施例中，各所述激光单元均包括一一对应的准直元件2与反射元件3。如图2所示，在本实用新型实施例中，以所述激光系统包括四个激光单元为例，对本实用新型实施例所提供的激光系统进行详细介绍，但本实用新型对此并不做限定，在本实用新型的其他实施例中，所述激光系统还可以包括其他数量的激光单元，具体视其对光强的需求而定。
[0044]在上述任一实施例中，在本使用新型的一个实施例中，多个所述反射元件3的位置可调，用于调节所述调节光束的方向。需要说明的是，在本实施例中，利用所述反射元件3对准直光束进行调节时，每个反射元件3的反射面与其对应的准直元件2所成的第一角度的角的大小可以相同，也可以不同，即其调节光束可以平行，也可以不平行，本实用新型对此并不做限定，具体视情况而定，以保证所述调节光束的出射方向可以满足其相应的应用需求。
[0045]在上述实施例的基础上，在本实用新型一个实施例中，各所述激光单元中反射元件3的反射面优选为覆盖其所对应的准直光束的全部光线，以保证可以利用各个激光单元中的反射元件3对其对应的准直光束的全部光线进行反射，提高各个激光单元中的光线利用率，从而提高所述激光系统的光线利用率。更优选的，所述反射元件3的反射面恰好覆盖其对应的准直光束的全部光线，从而在保证可以利用所述反射元件3对所述准直光束的全部光线进行调节的基础上，减小所述反射元件3的尺寸，进而减小所述激光单元的尺寸，最终减小所述激光系统的尺寸。
[0046]在上述实施例的基础上，在本实用新型的另一个实施例中，各所述激光单元中的反射元件3在所述准直元件2的垂直面上的投影不重叠，从而保证各所述激光单元中其准直元件2的准直光束只会被其对应的反射元件3进行反射，而不会被其他激光单元中的反射元件3重复反射，进一步保证各个激光单元中的光线利用率，提高所述激光系统的光线利用率。
[0047]在上述实施例的基础上，在本实用新型的又一个实施例中，相邻激光单元中的反射元件3在所述准直元件2的垂直面上的投影首尾相连，即在保证各所述激光单元中的反射元件3在所述准直元件2的垂直面上的投影不重叠的基础上，减小各所述激光单元中的反射元件3在所述准直元件2垂直方向上的间距，以在保证提高所述激光系统光线利用率的基础上，减小所述激光系统的尺寸，以便于所述激光系统的集成化。
[0048]在上述任一实施例的基础上，在本实用新型的再一个实施例中，如3所示，所述激光系统还包括:位于所述调节光束光路上的一聚焦透镜4，用于对各个调节光束进行聚焦。
[0049]在本实用新型的一个具体实施例中，所述聚焦透镜4用于对调节光束进行会聚，将各所述调节光束会聚后的光斑中心会聚于一点，以减小所述激光系统的球差。具体应用时，可以通过调节每个反射元件3的反射面与其对应的准直元件2的所成的第一角度，来调节每束调节光束的方向，从而可以在放置聚焦透镜4后，使得各调节光束能够汇聚于一点，这对后续对光斑的大小有特殊要求的装置非常适用。比如:应用在投影系统中，要求光斑越小越好，以一方面防止光的损失，另一方面防止轮辐效应的产生。需要说明的是，该激光系统的使用包括但不限于投影显示系统、舞台灯，本实用新型对此并不做限定，具体视其应用需求而定。
[0050]下面以所述聚焦透镜4用于对调节光束进行会聚，将各所述调节光束会聚后的光斑中心会聚于一点，以减小所述激光系统的球差为例，对本实用新型所提供的激光系统进行描述。
[0051]在本实用新型的一个优选实施例中，各调节光束共用同一聚焦透镜4，以对各调节光束的光线进行会聚，从而通过调节所述反射元件3与准直元件2的第一角度，使得所述调节光束透过所述聚焦透镜4形成的光斑球心尽量会聚于一点，减小所述激光系统的球差。优选的，所述聚焦透镜4完全覆盖各个激光单元中调节光束的光线，以提高所述激光系统的光线利用率。更优选的，当所述反射元件3的反射面恰好完全覆盖所述准直光束时，所述聚焦透镜4恰好覆盖各个激光单元中的调节光束的全部光线，即所述聚焦透镜4在所述准直元件2垂直面上的投影与各激光单元中反射元件3在所述准直元件2垂直面上的投影完全重合，从而在保证提高所述激光系统出射光线利用率的基础上，减小所述激光系统的尺寸，便于所述激光系统的集成化。
[0052]综上所述，本实用新型实施例所提供的激光单元及包括该激光单元的激光系统，除包括激光器中的激光芯片I和位于所述激光芯片I输出光路上的准直元件2外，还包括位于所述准直元件2输出光路上的反射元件3，其中，所述准直元件2用于对所述激光芯片3的输出光进行准直，形成准直光束，所述反射元件3用于对所述准直光束的方向进行调节，形成调节光束，而所述反射元件3的反射面与所述准直元件2成第一角度，从而可以根据对所述激光单元及包括该激光单元的激光系统出射光束的要求，来调节所述第一角度，进而调节所述调节光束的方向，使得所述调节光束可以满足预期要求。由此可见，本实用新型实施例所提供的激光单元及包括该激光单元的激光系统的出射光束可以满足预期要求，提高了所述激光单元及包括该激光单元的激光系统的合格率。
[0053]本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。
[0054]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种激光单元，其特征在于，包括: 一激光器，所述激光器包括激光芯片和准直元件，所述准直元件位于所述激光芯片输出光的光路上，用于对所述激光芯片的输出光进行准直，形成准直光束； 位于所述准直光束光路上的反射元件，所述反射元件的反射面与所述准直元件成第一角度，用于对所述准直光束的方向进行调节，形成调节光束； 其中，所述第一角度的取值范围为0° -90°，不包括端点值。
2.根据权利要求1所述的激光单元，其特征在于，所述反射元件的反射面覆盖所述准直光束的全部光线。
3.根据权利要求1所述的激光单元，其特征在于，所述反射元件的位置可调。
4.一种激光系统，其特征在于，包括:至少两个权利要求1至3中任一项所述的激光单J Li ο
5.根据权利要求4所述的激光系统，其特征在于，各激光芯片与准直元件和反射元件--对应。
6.根据权利要求5所述的激光系统，其特征在于，各所述激光单元中的反射元件在所述准直元件的垂直面上的投影不重叠。
7.根据权利要求6所述的激光系统，其特征在于，相邻激光单元中的反射元件在所述准直元件的垂直面上的投影首尾相连。
8.根据权利要求4-7任一项所述的激光系统，其特征在于，多个所述反射元件的位置可调，用于调节调节光束的方向。
9.根据权利要求8所述的激光系统，其特征在于，还包括:位于调节光束光路上的一聚焦透镜，用于对各个调节光束进行聚焦。
10.根据权利要求9中所述的激光系统，其特征在于，所述聚焦透镜完全覆盖各激光单元中的调节光束。
【文档编号】G02B27/00GK204028462SQ201420410302
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年7月23日 优先权日:2014年7月23日
【发明者】杨佳翼, 胡飞 申请人:深圳市绎立锐光科技开发有限公司