一种激光合束结构
技术领域
本实用新型属于光学技术领域，特别涉及一种激光合束结构。
背景技术
激光光源具有能量集中、准直性好等优点，通过光束整形，可以形成能量密度极高的点光源，利用该点光源激发荧光陶瓷片，可以设计出光束发散角非常小的激光探照灯，在相同的功率下，其照射距离远远大于氙灯和LED灯。然而由于单管蓝光半导体激光器的功率限制，在一些应用场景，例如远程照明，需要几公里的照射距离，单管蓝光半导体激光器的功率还无法满足需求，这就需要多个单管蓝光半导体激光器进行合束，再通过光束整形形成能量密度足够的点光源去激发荧光陶瓷片。
半导体激光合束技术是形成高功率光束的常用手段，目前常用的合束方法有偏振合束，波长合束和空间合束。偏振合束是采用两路偏振方向相互垂直的激光束组进行合束，偏振合束的偏振组只能为两个；波长合束是采用不同波长的激光束组进行合束，但波长合束受到镀膜技术的限制，一般合束的波长组不超过五个，由于采用不同的波长，对激光器的选择要求也比较高。所以通常偏振合束或者波长合束需要与空间合束联用才能提升激光模块的功率。目前的空间合束采用阶梯反射镜的方法，这种方法需要一个专门的结构件来固定多个反射镜，对某些应用场合来说存在结构不够紧凑的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种激光合束结构，用以解决目前空间合束结构不够紧凑的问题。
本发明实用新型例之一，一种激光合束结构，该结构包括：
合束结构件，合束结构件上有中心孔位、非中心孔位和卡槽；
半导体激光器，通过中心孔位和非中心孔位固定在合束结构件上；
斜方棱镜，固定于卡槽内，非中心孔位半导体激光器所发射的光束通过斜方棱镜与中心孔位半导体激光器所发射的光束实现空间合束。
本实用新型实施例通过合束结构件上中心孔位、非中心孔位和卡槽的位置和结构设置，使得非中心孔位半导体激光器所发射光束通过斜方棱镜平移到中心孔位附近，形成与中心孔位半导体激光器所发射光束距离较近的空间合束光，实现空间合束的紧凑设计。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，其中：
图1是根据本实用新型实施例之一的激光合束结构示意图。
图2是根据本实用新型实施例之一的激光合束结构示意图。
图3是根据本实用新型实施例之一的中心孔位与非中心孔位距离示意图。
图4是根据本实用新型实施例之一的激光合束结构示意图。
图5是根据本实用新型实施例之一的中心孔位与非中心孔位距离示意图。
具体实施方式
根据一个或者多个实施例，如图1所示，一种激光合束结构。该激光合束结构包括合束结构件100，合束结构件100上有中心孔位1001、非中心孔位(例如1002)和卡槽(例如1003)；半导体激光器组102，通过中心孔位1001和非中心孔位(例如1002)固定在合束结构件100上；斜方棱镜组102，固定于卡槽内，非中心孔位半导体激光器(例如1012)所发射的光束通过对应的斜方棱镜(例如1021)实现与中心孔位半导体激光器1011所发射光束的空间合束。其中，中心孔位的数量为一个，非中心孔位的数量为四个，卡槽的数量为四个，卡槽位于非中心孔位和中心孔位之间，半导体激光器组102中包含一个中心孔位半导体激光器1011和四个非中心孔位半导体激光器(例如1012)，斜方棱镜组102中包含四个斜方棱镜(例如1021)。半导体激光器组101和斜方棱镜组 102分别固定于合束结构件100的正反两侧。四个非中心孔位分布于中心孔位 1001周边，四个非中心孔位的圆心到中心孔位1001的圆心距离相等，孔位贯穿合束结构件100。中心孔位半导体激光器1011固定于中心孔位1001中，非中心半导体激光器固定于非中心孔位中，例如半导体激光器1012固定于非中心孔位1002中。斜方棱镜的一个外壁与卡槽底部通过胶水无缝粘合，卡槽深度≥ 0.5mm。四个卡槽的底部处于同一个水平面，四个斜方棱镜长度相等。中心孔位半导体激光器1011发射的激光光束穿过四个斜方棱镜所围成的缝隙孔1022，缝隙孔1022的宽度可以保证中心孔位半导体激光器1011发射的激光光束70％以上的能量通过。非中心孔位半导体激光器发射的激光光束通过斜方棱镜实现平移，例如非中心孔位半导体激光器1012通过斜方棱镜1021形成与中心孔位半导体激光器1011发射的激光光束距离相近的光束，从而实现非中心孔位半导体激光器与中心孔位半导体激光器发射激光光束的空间合束。其中，半导体激光器为短波长激光器，波长在250-500nm之间；斜方棱镜的材质为透明玻璃材质，例如K9玻璃或石英玻璃，在斜边镀有反射膜，可以是金属膜，也可以是介质膜；合束结构件的材质可以是铝、铜、钢等任何金属。
根据一个或者多个实施例，如图2和3所示，一种激光合束结构。该激光合束结构包括合束结构件100，合束结构件100上有中心孔位1001、非中心孔位(例如1002和1004)和卡槽(例如1003和1005)；半导体激光器组102，通过中心孔位1001和非中心孔位(例如1002和1004)固定在合束结构件100 上；斜方棱镜组102，固定于卡槽内，非中心孔位半导体激光器(例如1012和 1013)所发射的光束通过对应的斜方棱镜(例如1021和1023)实现与中心孔位半导体激光器1011所发射光束的空间合束。其中，中心孔位的数量为一个，非中心孔位的数量为八个，卡槽的数量为八个，卡槽位于非中心孔位和中心孔位之间，半导体激光器组102中包含一个中心孔位半导体激光器1011和八个非中心孔位半导体激光器(例如1012和1013)，斜方棱镜组102中包含四个斜方棱镜(例如1021和1023)。半导体激光器组101和斜方棱镜组102分别固定于合束结构件100的正反两侧。八个非中心孔位分布于中心孔位1001周边，其中第一非中心孔位组的四个孔位圆心到中心孔位1001的圆心距离为a，例如非中心孔位1002的圆心和中心孔位1001的距离为a；而第二非中心孔位组的四个孔位圆心到临近第一非中心孔位组的两个孔位的距离为a，例如第二非中心孔位组的孔位1004的圆心到第一非中心孔位组的孔位1002的圆心距离为a；第二非中心孔位组的四个孔位圆心到中心孔位1001的圆心距离为b，例如第二非中心孔位组的的孔位1004的圆心到中心孔位1001的圆心距离为b，b＝a1/2，孔位贯穿合束结构件100。中心孔位半导体激光器1011固定于中心孔位1001中，非中心半导体激光器固定于非中心孔位中，例如非中心孔位半导体激光器1012 和1013分别固定于非中心孔位1002和1004中。非中心孔位和中心孔位1001 之间有八个卡槽，用于固定斜方棱镜102，例如非中心孔位1002和中心孔位1001 之间的卡槽1003，用于固定斜方棱镜1021；非中心孔位1004和中心孔位1001 之间的卡槽1005，用于固定斜方棱镜1023。斜方棱镜一个外壁与卡槽底部通过胶水无缝粘合，卡槽深度≥0.5mm。八个卡槽的底部处于同一个水平面，第一非中心孔位组的孔位所对应的斜方棱镜长度相等，第二非中心孔位组的孔位所对应的斜方棱镜长度相等，第二非中心孔位组的孔位所对应的斜方棱镜长度大于第一非中心孔位组的孔位所对应的斜方棱镜长度。中心孔位半导体激光器 1011发射的激光光束穿过八个斜方棱镜所围成的缝隙孔1022，缝隙孔1022的宽度可以保证中心孔位半导体激光器1011发射的激光光束70％以上的能量通过。非中心孔位半导体激光器发射的激光光束通过斜方棱镜实现平移，例如半导体激光器1012和1013所发射的激光光束分别通过斜方棱镜1021和1023实现位置平移，形成与中心孔位半导体激光器1011发射的激光光束距离相近的光束，从而实现非中心孔位半导体激光器与中心孔位半导体激光器发射激光光束的空间合束。其中，半导体激光器为短波长激光器，波长在250-500nm之间；斜方棱镜的材质为透明玻璃材质，例如K9玻璃或石英玻璃，在斜边镀有反射膜，可以是金属膜，也可以是介质膜；合束结构件的材质可以是铝、铜、钢等任何金属。
根据一个或者多个实施例，如图4和5所示，一种激光合束结构。该激光合束结构包括合束结构件100，合束结构件100上有中心孔位1001、非中心孔位(例如1002、1004和1006)和卡槽(例如1003、1005和1007)；半导体激光器组102，通过中心孔位1001和非中心孔位(例如1002、1004和1006)固定在合束结构件100上；斜方棱镜组102，固定于卡槽内，非中心孔位半导体激光器(例如1012、1013和1014)所发射的光束通过对应的斜方棱镜(例如 1021、1023和1031)实现与中心孔位半导体激光器1011所发射光束的空间合束。其中，中心孔位的数量为一个，非中心孔位的数量为十二个，卡槽的数量为十二个，卡槽位于非中心孔位和中心孔位之间，半导体激光器组102中包含一个中心孔位半导体激光器1011和十二个非中心孔位半导体激光器(例如1012、 1013和1014)，斜方棱镜组102中包含八个斜方棱镜(例如1021、1023)，斜方棱镜组103中包含四个斜方棱镜(例如1031)。半导体激光器组101和斜方棱镜组102、斜方棱镜组103分别固定于合束结构件100的正反两侧。十二个非中心孔位分布于中心孔位1001周边。其中第一非中心孔位组的四个孔位圆心到中心孔位1001的圆心距离为a，例如非中心孔位1002的圆心和中心孔位1001 的距离为a；而第二非中心孔位组的四个孔位圆心到临近第一非中心孔位组的两个孔位的距离为a，例如第二非中心孔位组的孔位1004的圆心到第一非中心孔位组的孔位1002的圆心距离为a；第二非中心孔位组的四个孔位圆心到中心孔位1001的圆心距离为b，例如第二非中心孔位组的孔位1004圆心到中心孔位1001的圆心距离为b，b＝a1/2；第三非中心孔位组的孔位圆心和对应的第二非中心孔位组的孔位的圆心距离为a，例如第三非中心孔位组的孔位1006的圆心和第二非中心孔位组的孔位1002的距离为a；第三非中心孔位组的孔位圆心和中心孔位1001的圆心距离为2a，例如第三非中心孔位组的孔位1006的圆心和中心孔位1001的圆心距离为2a。其中，第一和第二非中心孔位组属于第一外圈，第三非中心孔位组属于第二外圈。孔位贯穿合束结构件100。中心孔位半导体激光器1011固定于中心孔位1001中，非中心半导体激光器固定于非中心孔位中，例如非中心孔位半导体激光器1012、1013和1014分别固定于非中心孔位1002、1004和1006中。非中心孔位和中心孔位1001之间有十二个卡槽，用于固定斜方棱镜102，例如非中心孔位1002和中心孔位1001之间的卡槽1003，用于固定斜方棱镜1021；非中心孔位1004和中心孔位1001之间的卡槽1005，用于固定斜方棱镜1023；非中心孔位1006和中心孔位1001之间的卡槽1007，用于固定斜方棱镜1031。斜方棱镜一个外壁与卡槽底部通过胶水无缝粘合，卡槽深度≥0.5mm。第一和第二非中心孔位组的孔位卡槽底部处于同一个水平面，第三非中心孔位组的孔位卡槽位于一个凸台上，例如凸台1008，第二非中心孔位组的孔位卡槽底部高于第一和第二非中心孔位组孔位卡槽底部，其凸台高度和卡槽深度使得第三非中心孔位组中孔位对应的斜方棱镜正好部分无缝叠加于第二非中心孔位组孔位对应的斜方棱镜上。第一非中心孔位组中孔位所对应的斜方棱镜长度相等，第二非中心孔位组中孔位所对应的斜方棱镜长度相等，第二非中心孔位组中孔位所对应的斜方棱镜长度大于第一非中心孔位组孔位所对应的斜方棱镜长度，第三非中心孔位组孔位所对应的斜方棱镜长度大于第二非中心孔位组孔位所对应的斜方棱镜长度。中心孔位半导体激光器1011发射的激光光束穿过十二个斜方棱镜所围成的缝隙孔1022，缝隙孔1022的宽度可以保证中心孔位半导体激光器1011发射的激光光束70％以上的能量通过。非中心孔位半导体激光器发射的激光光束通过斜方棱镜实现平移，例如半导体激光器 1012、1013和1014所发射的激光光束分别通过斜方棱镜1021、1023和1031 实现位置平移，形成与中心孔位半导体激光器1011发射的激光光束距离相近的光束，从而实现非中心孔位半导体激光器与中心孔位半导体激光器发射激光光束的空间合束。其中，半导体激光器为短波长激光器，波长在250-500nm之间；斜方棱镜的材质为透明玻璃材质，例如K9玻璃或石英玻璃，在斜边镀有反射膜，可以是金属膜，也可以是介质膜；合束结构件的材质可以是铝、铜、钢等任何金属。
值得说明的是，虽然前述内容已经参考若干具体实施方式描述了本实用新型创造的精神和原理，但是应该理解，本实用新型并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合，这种划分仅是为了表述的方便。本实用新型旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。
