合束准直装置的制作方法

本发明涉及光学领域，尤其涉及一种合束准直装置。

背景技术：

1、在光学领域中，将多个激光光束合束成单个准直的激光束输出，可以实现高功率、高精度、高亮度的激光输出。这在激光加工、光学通信、光学传感、光学测量和成像等领域具有广泛应用。

2、现有技术中，一般先采用光束合束器将多个激光光束合并成单一的激光光束输出，然后采用准直设备对合并成的单一的激光光束进行准直。但是，现有的光束合束器中的多波长合束镜膜层的镀制比较复杂，偏振合束易产生光束噪声，空间合束调光要求高，光路体积较大；同时，现有的准直设备也较为复杂，比如需要匹配复杂的准直腔等，导致整个多波长合束准直系统比较复杂，可实施性以及有效性较低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种合束准直装置。

2、为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种合束准直装置，包括：

3、至少一个激光光源，所述激光光源用以发出激光光束；

4、超表面合束准直单元，所述超表面合束准直单元位于所述激光光束的光路上，且所述超表面合束准直单元具有用以准直所述激光光束的超表面。

5、作为本发明进一步改进的技术方案，所述超表面包括多个阵列式排布的超结构单元，所述超结构单元具有与所述激光光源一一对应的准直相位面。

6、作为本发明进一步改进的技术方案，所述准直相位面的相移其中，o1为超表面的中心，b为该准直相位面所在的超结构单元的任意位置，f为与该准直相位面对应的激光光源的位置，λ为该准直相位面对应的激光光源发出的激光光束的波长。

7、作为本发明进一步改进的技术方案，所述合束准直装置包括至少两个激光光源，所述至少两个激光光源发出的激光光束的波长不同；所述至少两个激光光源发出的激光光束为偏振光束。

8、作为本发明进一步改进的技术方案，相邻的两个激光光源发出的激光光束的偏振方向不同。

9、作为本发明进一步改进的技术方案，相邻的两个激光光源发出的激光光束的偏振方向的夹角为90°。

10、作为本发明进一步改进的技术方案，所述合束准直装置包括至少两个激光光源，所述至少两个激光光源发出的激光光束的波长不同；所述至少两个激光光源位于所述超表面合束准直单元的同一侧。

11、作为本发明进一步改进的技术方案，所述超表面合束准直单元还包括衬底，所述激光光源位于所述超表面所在侧。

12、作为本发明进一步改进的技术方案，所述衬底的材质为玻璃、硅或者陶瓷。

13、作为本发明进一步改进的技术方案，所述合束准直装置包括至少两个激光光源，所述至少两个激光光源发出的激光光束的波长不同，所述超表面用以准直和合束所述至少两个激光光源发出的激光光束。

14、本发明的有益效果是：本发明中，将所述超表面合束准直单元作为合束准直装置的唯一光学元器件，仅通过单一的超表面完成光束的合束和准直的功能，无需额外透镜或准直器，适用于轻薄、紧凑的光学系统和微型化设备，简化光学系统的结构以及复杂性，提高稳定性，在便携式光谱成像系统、偏振成像领域以及偏振相关信息编码领域具有重要的应用潜力；同时，超表面可以在半导体工艺中制造，可以很容易地与其他光学元件或电子元件集成在一起，从而实现系统的微型化和集成化。

技术特征：

1.一种合束准直装置，其特征在于：包括：

2.如权利要求1所述的合束准直装置，其特征在于：所述超表面包括多个阵列式排布的超结构单元，所述超结构单元具有与所述激光光源一一对应的准直相位面。

3.如权利要求2所述的合束准直装置，其特征在于：所述准直相位面的相移其中，o1为超表面的中心，b为该准直相位面所在的超结构单元的任意位置，f为与该准直相位面对应的激光光源的位置，λ为该准直相位面对应的激光光源发出的激光光束的波长。

4.如权利要求1所述的合束准直装置，其特征在于：所述合束准直装置包括至少两个激光光源，所述至少两个激光光源发出的激光光束的波长不同；所述至少两个激光光源发出的激光光束为偏振光束。

5.如权利要求4所述的合束准直装置，其特征在于：相邻的两个激光光源发出的激光光束的偏振方向不同。

6.如权利要求5所述的合束准直装置，其特征在于：相邻的两个激光光源发出的激光光束的偏振方向的夹角为90°。

7.如权利要求1所述的合束准直装置，其特征在于：所述合束准直装置包括至少两个激光光源，所述至少两个激光光源发出的激光光束的波长不同；所述至少两个激光光源位于所述超表面合束准直单元的同一侧。

8.如权利要求1所述的合束准直装置，其特征在于：所述超表面合束准直单元还包括衬底，所述激光光源位于所述超表面所在侧。

9.如权利要求8所述的合束准直装置，其特征在于：所述衬底的材质为玻璃、硅或者陶瓷。

10.如权利要求1所述的合束准直装置，其特征在于：所述合束准直装置包括至少两个激光光源，所述至少两个激光光源发出的激光光束的波长不同，所述超表面用以准直和合束所述至少两个激光光源发出的激光光束。

技术总结
本发明提供一种合束准直装置，包括至少一个激光光源，所述激光光源用以发出激光光束；超表面合束准直单元，所述超表面合束准直单元位于所述激光光束的光路上，且所述超表面合束准直单元具有用以准直所述激光光束的超表面；仅通过单一的超表面完成光束的合束和准直的功能，无需额外透镜或准直器，适用于轻薄、紧凑的光学系统和微型化设备，简化光学系统的结构以及复杂性，提高稳定性，在便携式光谱成像系统、偏振成像领域以及偏振相关信息编码领域具有重要的应用潜力。

技术研发人员：王宇辉,段辉,史坦,陈海峰,辛铎
受保护的技术使用者：苏州山河光电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29