专利名称：二维四路激光束占空比调节装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及高功率光纤激光器，特别是一种二维四路激光束占空比 调节装置。
背景技术：
随着光纤激光器应用领域的扩展，对高功率光纤激光器的要求也更 加严格，输出更高功率的同时还要求保证好的光束质量，也就是要求输 出光束具有高的亮度。为了获得高亮度激光输出，发展了相干组束技术， 因为相干组束技术能使多路激光束通过相干叠加，最后输出功率得以提
高的同时也能保证好的光束质量[M. Wicknham， J. Anderegg, S. Brosnan, D. Hammons, H. Komine and M. Weber, "Coherently coupled high power fiber arrays", in Advanced Solid State Photonics, Santa Fe, USA, February 1-4, 2004, paper MA4]，但是在组束中，光束之间的占空比的数值对组束
效果有很大的作用，所谓光束的空间占空比即光束直径与相邻光束的距 离的比值，通过改变组束中的激光器输出光束的空间占空比的数值，提 高相干组束后光束中心光斑能量，以满足激光器输出光束的实际需求，。
发明内容
本发明在于提供一种二维四路激光束占空比调节装置，该装置可以 实现激光束空间占空比的调节，从而可以提高相干组束后光束中心光斑 能量，该装置具有占空比调节范围大、结构简单紧凑、体积小、稳定性 好等特点。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下
一种二维四路激光束占空比调节装置，其特点是由第一等腰棱镜、 第二等腰棱镜、第一V型棱镜、第二V型棱镜、第一反射镜、第二反射
镜和直角等腰棱镜组成，上述各元件的位置关系如下在该装置的光轴 的一边，所述的第一等腰棱镜的底面、第一V型棱镜的V型面、第一反 射镜的反射面迎着光束前进方向依次排列，所述的第一反射镜与所述的
光束成45° ，所述的第二等腰棱镜的底面、第二V型棱镜的V型面、 第二反射镜的反射面迎着另一平行光束前进方向，所述的第二反射镜与 该平行光束前进方向成45° ，在该装置的光轴的另一边对称地依次排 列，所述的直角等腰棱镜的底边垂直于该装置的光轴；第一光束和第二 光束，平行、对称、垂直地入射到第一等腰棱镜的底面，经第一V型棱 镜和第一反射镜然后入射到所述的直角等腰棱镜的一个直角等腰面而反 射；第三光束和第四光束经过第二等腰棱镜，第二V型棱镜和第二反射 镜后，反射到所述的直角等腰棱镜的另一个直角等腰面而反射，所述的 第一光束、第二光束、第三光束和第四光束被所述的直角等腰棱镜反射 后形成关于该装置的光轴对称且等光程的平行光束组。
所述的第一等腰棱镜、第二等腰棱镜的底面，镀有与激光波长相应 的增透介质膜。
所述的第一V型棱镜、第二V型棱镜的V型面，镀有与激光波长 相应的增透介质膜。 '
所述的第一反射镜、第二反射镜的反射面镀有与激光波长相应的全 反介质膜。
所述的直角等腰棱镜的两等腰反射面镀有与激光波长相应的全反
介质膜。
本发明的技术效果
通过增大等腰棱镜与对应的V型棱镜之间的距离，以及将直角等腰 棱镜的沿光束传输反方向移动，可以提高二维四路激光束的占空比数值， 从而在二维四路激光束相干组束后，实现提高组束后光束中心光斑能量
目的。该装置可以实现激光束空间占空比的调节，从而可以提高相干组 束后光束中心光斑能量，该装置具有占空比调节范围大、结构简单紧凑、 体积小、稳定性好等特点。
图1为本发明二维四路激光束占空比调节装置结构示意图。
图2是本发明二维四路激光束占空比调节装置应用实施例的结构示 意图。
具体实施例方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本 发明的保护范围。
先请参阅图1和图2，由图可见，本发明二维四路激光束占空比调 节装置，由第一等腰棱镜l、第二等腰棱镜2、第一V型棱镜3、第二V 型棱镜4、第一反射镜5、第二反射镜6和直角等腰棱镜7组成，上述各 元件的位置关系如下在该装置的光轴的一边，所述的第一等腰棱镜1 的底面、第一 V型棱镜3的V型面、第一反射镜5的反射面迎着光束前 进方向依次排列，所述的第一反射镜5与所述的光束成45。，所述的第 二等腰棱镜2的底面、第二 V型棱镜4的V型面、第二反射镜6的反射 面迎着另一平行光束前进方向，所述的第二反射镜6与该平行光束前进 方向成45°在该装置的光轴的另一边对称地依次排列，所述的直角等腰 棱镜7的底边垂直于该装置的光轴；第一光束L1和第二光束L2，平行、 对称、垂直地入射到第一等腰棱镜1的底面，经第一V型棱镜3和第一 反射镜5然后入射到所述的直角等腰棱镜7的一个直角等腰面而反射； 第三光束L3和第四光束L4经过第二等腰棱镜2，第二 V型棱镜4和第 二反射镜6后，反射到所述的直角等腰棱镜7的另一个直角等腰面而反 射，所述的第一光束L1、第二光束L2、第三光束L3和第西光束L4被
所述的直角等腰棱镜7反射后形成关于该装置的光轴对称且等光程的平
行光束组。
所述的第一等腰棱镜1、第二等腰棱镜2的底面镀有与激光波长相 应的增透介质膜。
所述的第一 V型棱镜3、第二 V型棱镜4的V型面镀有与激光波长 相应的增透介质膜。
所述的第一反射镜5、第二反射镜6的反射面，镀有与激光波长相 应的全反介质膜。
所述的直角等腰棱镜7的两等腰反射面镀有与激光波长相应的全 反介质膜。
第一光束Ll和第二光束L2，平行对称垂直地入射到第一等腰棱镜 1的底面，经第一等腰棱镜1折射后入射到第一V型棱镜3的V型面后， 所述的第一光束Ll和第二光束L2重新变成平行光束，然后经第一反射 镜5入射到直角等腰棱镜7的侧面，同样的方法，第三光束L3和第四 光束L4，经过第二等腰棱镜2，第二V型棱镜4和第二反射镜6后，入 射到所述的直角等腰棱镜7的另一侧面，所述的光束第一光束L1、第二 光束L2、第三光束L3和第四光束L4被所述的直角等腰棱镜7反射后 形成关于光轴对程的平行光束组。沿光束传输方向，通过增大等腰棱镜 1和V型棱镜3，等腰棱镜2和V型棱镜4之间的距离，以及直角等腰 棱镜7的沿出射光束传输反方向移动，即可以提高光束组的占空比数值， 从而在二维四路激光束相干组束后，实现提高组束后光束中心光斑能量 的目的。
下面举一个具体实施例介绍如下
如图2所示，采用四个掺Y^+光纤激光器，输出激光波长为1080nm， 每路激光输出功率为IOW，第一等腰棱镜l、第二等腰棱镜2的尺寸为
40X9X20mm，第一 V型棱镜3、第二 V型棱镜4的尺寸为40X 14X 20mm，第一反射镜5、第二反射镜6的反射面镀有对波长1080nm高反 的反射膜，直角等腰棱镜7的尺寸为50X25X40mm，组束透镜8的焦 距为200mm，耦合镜9的入射面镀有对波长1080nm反射率为30%反射 介质膜，准直透镜10的焦距为30mm。通过改变第一等腰棱镜1、第二 等腰棱镜2、第一V型棱镜3、第二V型棱镜4和直角等腰棱镜7的位 置，光束组的占空比的数值可以在0.5 3的范围内任意改变，输出的激 光的光束中心功率为27W。
权利要求
1.一种二维四路激光束占空比调节装置，其特征在于由第一等腰棱镜(1)、第二等腰棱镜(2)、第一V型棱镜(3)、第二V型棱镜(4)、第一反射镜(5)、第二反射镜(6)和直角等腰棱镜(7)组成，上述各元件的位置关系如下在该装置的光轴的一边，所述的第一等腰棱镜(1)的底面、第一V型棱镜(3)的V型面、第一反射镜(5)的反射面迎着光束前进方向依次排列，所述的第一反射镜(5)与所述的光束成45°，所述的第二等腰棱镜(2)的底面、第二V型棱镜(4)的V型面、第二反射镜(6)的反射面迎着另一平行光束前进方向，所述的第二反射镜(6)与该平行光束前进方向成45°在该装置的光轴的另一边对称地依次排列，所述的直角等腰棱镜(7)的底边垂直于该装置的光轴；第一光束(L1)和第二光束(L2)，平行、对称、垂直地入射到第一等腰棱镜(1)的底面，经第一V型棱镜(3)和第一反射镜(5)然后入射到所述的直角等腰棱镜(7)的一个直角等腰面而反射；第三光束(L3)和第四光束(L4)经过第二等腰棱镜(2)，第二V弄棱镜(4)和第二反射镜(6)后，反射到所述的直角等腰棱镜(7)的另一个直角等腰面而反射，所述的第一光束(L1)、第二光束(L2)、第三光束(L3)和第四光束(L4)被所述的直角等腰棱镜(7)反射后形成关于该装置的光轴对称且等光程的平行光束组。
2、 根据权利要求1所述的二维四路激光束占空比调节装置，其特征 在于所述的第一等腰棱镜(1)、第二等腰棱镜(2)的底面镀有与激光波 长相应的增透介质膜。
3、 根据权利要求1所述的二维四路激光束占空比调节装置，其特征 在于所述的第一V型棱镜(3)、第二V型棱镜(4)的V型面镀有与激 光波长相应的增透介质膜。
4、 根据权利要求1所述的二维四路激光束占空比调节装置，其特征 在于所述的第一反射镜(5)、第二反射镜(6)的反射面镀有与激光波长 相应的全反介质膜。
5、 根据权利要求1至4任一项所述的二维四路激光束占空比调节 装置，其特征在于所述的直角等腰棱镜(7)的两个等腰反射面镀有 与激光波长相应的全反介质膜。
全文摘要
一种二维四路激光束占空比调节装置，由第一等腰棱镜、第二等腰棱镜、第一V型棱镜、第二V型棱镜、第一反射镜、第二反射镜和直角等腰棱镜组成，本发明装置可以实现激光束空间占空比的调节，从而可以提高相干组束后光束中心光斑能量，该装置具有占空比调节范围大、结构简单紧凑、体积小、稳定性好等特点。
文档编号H01S3/06GK101373251SQ200810201550
公开日2009年2月25日 申请日期2008年10月22日 优先权日2008年10月22日
发明者兵 何, 侠 刘, 军 周, 楼祺洪, 炜 王, 董景星, 袁志军, 魏运荣 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所