专利名称：一种透镜组排列可调的多路输出半导体激光器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种透镜组排列可调的多路输出半导体激光器，属于激光应用技术领域。
背景技术：
伴随着全科学技术的快速发展，半导体激光技术不断成熟，从而推动大功率半导 体激光器在全球的广泛应用。同气体激光器相比半导体激光器有很多优点，光电转换效率 高、体积小、重量轻、冷却要求相对较低等，但是半导体激光器也存在一些不足，单路输出功 率比较低、准直性相对较差等。针对半导体激光器以上两个缺点，解决方案是多模块输出 来解决功率小的问题；加准直透镜的方法来解决准直性差的问题。由于是多模块输出就必 须用多个准直透镜来对输出光束进行准直，这样就出现了多个镜头的排列。在实际应用中 被照射或者被加热区域的形状等是不同的，如直线形加热、环形加热、圆形加特等，目前的 解决方案都是不同的工作环境更换不同排列的方式的透镜组，在降低了工作效率的同时也 增加了设备的成本。
发明内容
本发明的目的是提出一种透镜组排列可调的多路输出半导体激光器，由大功率半 导体激光器产生激光，通过柔性光纤将激光输送到透镜组，根据要求以不同排列形状将激 光输出，对目标物进行照射或加热，以节约能源。 本发明提出的透镜组排列可调的多路输出半导体激光器，包括激光源和透镜组，
透镜组通过光缆与激光源相连；所述的透镜组由多台透镜组成，多台透镜分别安装在相应
的安装杆上，每根安装杆上分别设有电机、主动齿轮和被动齿轮，多台透镜中的任意前一台
透镜的安装杆与相邻的后一台透镜的安装杆通过一根传动杆相互联动，前一台透镜的安装
杆与传动杆的前端相互啮合，传动杆的后端与后一台透镜的安装杆相对固定；与安装杆相
互啮合的传动杆的前端与被动齿轮相对固定，被动齿轮通过主动齿轮与电机联动。 本发明提出的透镜组排列可调的多路输出半导体激光器，其优点是可以更有效
的发挥激光器效率，减小能量浪费。更加合理的控制光功率密度。本发明提出的一种透镜组
排列可调的多路输出半导体激光器，尤其可以用于激光除冰系统中，根据除冰目标物的形
状，任意改变镜头的排列形状，除冰过程中激光器使用更加灵活，从而大大提高除冰效率。
图1是本发明提出的透镜组排列可调的多路输出半导体激光器的结构框图。
图2是本发明激光器中透镜组的结构。
图3是透镜组成线性排列的示意图。
图4是透镜组成矩形排列的示意图。
图5是透镜组成圆形排列的示意图。
图1-图2中，1是激光源，2是光缆，3是透镜组，4是激光束输出，5是第一透镜，6 是第二透镜，7是第n透镜，8是传动杆，9是被动齿轮，10是主动齿轮，11是透镜安装杆，12 是电机。
具体实施例方式
本发明提出的透镜组排列可调的多路输出半导体激光器，其结构如图l所示，包 括激光源1和透镜组3，透镜组3通过光缆2与激光源1相连。透镜组3的结构如图2所 示，透镜组由多台透镜组成，包括第一透镜5、第二透镜6，直至第n透镜7，多台透镜分别安 装在相应的安装杆11上，每根安装杆上分别设有电机12、主动齿轮10和被动齿轮9。多台 透镜中的任意前一台透镜，如图2中的第一透镜5的安装杆11与相邻的后一台透镜的安装 杆通过一根传动杆8相互联动，前一台透镜的安装杆11与传动杆8的前端相互啮合，传动 杆8的后端与后一台透镜(即图2中的第二透镜6)的安装杆相对固定。与安装杆相互啮 合的传动杆8的前端与被动齿轮9相对固定，被动齿轮9通过主动齿轮10与电机12联动。
本发明的透镜组排列可调的多路输出半导体激光器中，光缆2与安装杆11的尾部 相连，电机12固定在安装杆11上。透镜组的排列可依次电机12、主动齿轮10、被动齿轮9、 安装杆11和传动杆8相互联动来实现。电机12的输入端通过光缆2与激光器1相连，电 机6的输出端与透镜安装杆上的主动齿轮10相连，主动齿轮10与被动齿轮9组成传动系 统。当电机12驱动主动齿轮10转动而带动被动齿轮9旋转时，由于传动杆8的前端与被 动齿轮9相对固定，被动齿轮9的旋转带动传动杆的另一端围绕安装杆11转动。由于安装 杆11与第二透镜6是相对固定的，因此安装杆11的转动就可以带动与第一透镜5相邻的 第二透镜6也围绕安装杆11转动。以此类推，任意后一透镜可以根据工作需要，围绕前一 透镜转动，从而实现多台透镜的不同排列。 排列形状的调节过程如图2所示，微型电机12带动主动齿轮10转动，主动齿轮10 带动被动齿轮9转动，被动齿轮9带动传动杆8转动，传动杆8带动第二透镜6绕安装杆11 转动，从而实现了第一透镜5与第二透镜6间相对位置的改变。任意两相邻的透镜间都可 以通过控制相应微型电机的转动来实现位置的改变。最终可以使透镜组形成如图3所示线 形排列，图4所示的矩形排列，图5所示的圆形排列，等等。 所述的微型电机采用可自锁式的微调电机，可以采用电池供能或激光供能。电机 的转动是通过位于激光器内的控制器来控制，各个电机有独立的控制信号。在控制器端可 以设定不同电机的转动角度，从而实现任意两透镜架之间位置都可以独立的调节，这样就 保证透镜组排列形状的灵活变换。 所述主动齿轮10与被动齿轮9组成传动系统，主动齿轮10通过被动齿轮9带动 传动杆8转动，从而实现改变相邻两透镜间相对位置的改变，最终实现改变透镜组的排列 的目的。 本发明的一个实施例中，使用的电机型号为深圳万达电机制造有限公司 20GP130-107型减速电机，输出功率0. 72W。透镜焦距为40cm，镀980nm激光增透膜的非球 面透镜，透光功率为70W。
权利要求
一种透镜组排列可调的多路输出半导体激光器，其特征在于该激光器包括激光源和透镜组，透镜组通过光缆与激光源相连；所述的透镜组由多台透镜组成，多台透镜分别安装在相应的安装杆上，每根安装杆上分别设有电机、主动齿轮和被动齿轮，多台透镜中的任意前一台透镜的安装杆与相邻的后一台透镜的安装杆通过一根传动杆相互联动，前一台透镜的安装杆与传动杆的前端相互啮合，传动杆的后端与后一台透镜的安装杆相对固定；与安装杆相互啮合的传动杆的前端与所述的被动齿轮相对固定，被动齿轮通过所述的主动齿轮与所述的电机联动。
全文摘要
本发明涉及一种透镜组排列可调的多路输出半导体激光器，属于激光应用技术领域。包括激光源和透镜组，透镜组通过光缆与激光源相连。透镜组由多台透镜组成，透镜安装在安装杆上，每根安装杆上分别设有电机、主动齿轮和被动齿轮，多台透镜中的任意前一台透镜的安装杆与相邻的后一台透镜的安装杆通过一根传动杆相互联动，前一台透镜的安装杆与传动杆的前端相互啮合，传动杆的后端与后一台透镜的安装杆相对固定。与安装杆相互啮合的传动杆的前端与被动齿轮相对固定，被动齿轮通过主动齿轮与电机联动。本激光器可以有效的发挥激光器效率，减小能量浪费。激光除冰系统中，根据除冰目标物的形状，任意改变镜头的排列形状，提高除冰效率。
文档编号H01S5/06GK101777729SQ201010104059
公开日2010年7月14日 申请日期2010年1月29日 优先权日2010年1月29日
发明者张贵新, 徐曙光, 王鹏, 罗兵, 罗承沐, 赵宇明, 陈 胜, 饶宏, 黎小林 申请人:清华大学;中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心