一种激光合束装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种激光合束装置，该装置包括：水冷板、合束器和两个激光器阵列；每个激光器阵列包括N个激光器，N为大于1的正整数；两个激光器阵列分别固定于水冷板的上表面和下表面；合束器对两个激光器阵列输出的激光光束进行空间合束、偏振合束或波长合束。可见，本发明专利技术提供的技术方案在水冷板的上下两面进行激光器的排布，在对相同数量的激光光束进行合束的前提下，通过高效利用水冷板缩小了激光合束装置的体积，减轻了激光合束装置的重量，节省了激光合束装置所用的水冷板材料，降低了激光合束装置的成本，符合激光合束装置的生产加工需求，能够推进激光合束技术的不断发展和进步。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光
，具体涉及一种激光合束装置。
技术介绍
激光合束技术是一个改善光束质量、增加输出功率、提高功率密度的过程，常用的激光合束方法有空间合束、偏振合束和波长合束，其应用场景如下：半导体激光器单管具有效率高、结构紧凑、成本低和高可靠性的优点，但是单个的半导体激光器单光输出功率较低，对多个半导体激光器单管的光束进行激光合束而获得高功率。图1示出了现有技术中的激光合束装置的示意图。如图1所示，3个半导体激光器单管2分别放置于水冷板1上的不同阶上，各个半导体激光器2发出的激光光束经过快轴准直透镜3的准直后输出，该方案中，仅在水冷板的一面排布半导体激光器单管，空间利用不够充分，可以进行激光合束的激光器数量有限，进而合束后得到的功率有限，不能满足一般需求。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种空间合束装置和系统。依据本专利技术的一个方面，提供了一种激光合束装置，该装置包括：水冷板、合束器和两个激光器阵列；每个激光器阵列包括N个激光器，N为大于1的正整数；两个激光器阵列分别固定于水冷板的上表面和下表面；合束器对两个激光器阵列输出的激光光束进行空间合束、偏振合束或波长合束。可选地，该装置进一步包括：分别与两个激光器阵列对应的两个准直器；每个准直器放置于相应的激光器阵列与所述合束器之间；在所述合束器对两个激光器阵列输出的激光光束进行空间合束、偏振合束或波长合束之前，每个准直器对相应的激光器阵列发出的激光光束进行准直。可选地，所述水冷板包括：上层板、中层板和下层板；中层板内设置有一条进水通道和一条出水通道，以供冷却水的流入和流出；上层板内设置有多条水冷通道，当上层板的下表面与中层板的上表面对接时，上层板内的每条水冷通道的两端与中层板内的所述进水通道和所述出水通道分别连通；下层板内设置有多条水冷通道，当下层板的上表面与中层板的下表面对接时，下层板内的每条水冷通道的两端与中层板内的所述进水通道和所述出水通道分别连通；两个激光器阵列分别固定在上层板的上表面和下层板的下表面上。可选地，上层板和下层板在分别与激光器阵列固定后再与中层板对接形成水冷板；其中，两个激光器阵列通过相同温度的烧结工艺分别烧结在上层板和下层板上；上层板、中层板和下层板通过螺丝连接固定。可选地，所述水冷板包括：上层板和下层板；上层板的下表面设置有多条凹槽；下层板的上表面设置有多条凹槽；当上层板的下表面与下层板的上表面对接时，上层板的下表面上的多条凹槽与下层板的上表面上的多条凹槽拼接形成多条水冷通道；两个激光器阵列分别固定在上层板的上表面和下层板的下表面上。可选地，上层板和下层板焊接形成水冷板；一个激光器阵列通过温度较高的烧结工艺烧结在上层板上，另一个激光器阵列通过温度较低的烧结工艺烧结在下层板上；或者，一个激光器阵列通过温度较高的烧结工艺烧结在下层板上，另一个激光器阵列通过温度较高的较低的烧结工艺烧结在上层板上。可选地，所述水冷板通过3D打印技术成型，所述水冷板内部具有水冷通道；一个激光器阵列通过温度较高的烧结工艺烧结在所述水冷板的上表面上，另一个激光器阵列通过温度较低的烧结工艺烧结在所述水冷板的下表面上。可选地，每个激光器阵列包括N个半导体激光器单管，或者，每个激光器阵列包括N个半导体激光器bar条。可选地，所述水冷板的上表面为平面或阶梯状结构，所述水冷板的下表面为平面或阶梯状结构；所述合束器包括：一个半波片和一个偏振侧移分光棱镜。可选地，当每个激光器阵列包括N个半导体激光器单管时，每个准直器包括：对应于所述N个半导体激光器单管的N个快轴准直透镜和N个慢轴准直透镜；每个准直镜包括：对应于所述N个半导体激光器单管的N个快轴准直透镜和1个慢轴准直透镜；或者，每个准直镜包括：对应于所述N个半导体激光器单管的N个慢轴准直透镜和1个快轴准直透镜。由上述可知，在本专利技术提供的技术方案中，在水冷板的上下两面进行激光器的排布，在对相同数量的激光光束进行合束的前提下，通过高效利用水冷板缩小了激光合束装置的体积，减轻了激光合束装置的重量，节省了激光合束装置所用的水冷板材料，降低了激光合束装置的成本，符合激光合束装置的生产加工需求，能够推进激光合束技术的不断发展和进步。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1示出了现有技术中的激光合束装置的示意图；图2示出了根据本专利技术的实施例一的一种激光合束装置的示意图；图3A示出了根据本专利技术的实施例二的一种激光合束装置的示意图；图3B示出了根据本专利技术实施例二的激光合束装置输出的激光光束阵列的光强分布示意图；图4A示出了根据本专利技术一个实施例的水冷板的立体图；图4B示出了根据本专利技术一个实施例的水冷板的俯视图；图4C示出了根据本专利技术一个实施例的水冷板的正视图；图4D示出了根据本专利技术一个实施例的水冷板的侧视图；图5A示出了根据本专利技术另一个实施例的水冷板的立体图；图5B示出了根据本专利技术另一个实施例的水冷板的俯视图；图5C示出了根据本专利技术另一个实施例的水冷板的正视图；图5D示出了根据本专利技术另一个实施例的水冷板的侧视图；图6A示出了根据本专利技术再一个实施例的水冷板的立体图；图6B示出了根据本专利技术再一个实施例的水冷板的俯视图；图6C示出了根据本专利技术再一个实施例的水冷板的正视图；图6D示出了根据本专利技术再一个实施例的水冷板的侧视图；图7A示出了根据本专利技术的实施例三示出的一种激光合束装置的示意图；图7B示出了根据本专利技术实施例三的激光合束装置输出的激光光束阵列的光强分布示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光合束装置，其特征在于，该装置包括：水冷板、合束器和两个激光器阵列；每个激光器阵列包括N个激光器，N为大于1的正整数；两个激光器阵列分别固定于水冷板的上表面和下表面；合束器对两个激光器阵列输出的激光光束进行空间合束、偏振合束或波长合束。

【技术特征摘要】
1.一种激光合束装置，其特征在于，该装置包括：水冷板、合束器和两
个激光器阵列；
每个激光器阵列包括N个激光器，N为大于1的正整数；
两个激光器阵列分别固定于水冷板的上表面和下表面；
合束器对两个激光器阵列输出的激光光束进行空间合束、偏振合束或波
长合束。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括：分别与
两个激光器阵列对应的两个准直器；
每个准直器放置于相应的激光器阵列与所述合束器之间；
在所述合束器对两个激光器阵列输出的激光光束进行空间合束、偏振合
束或波长合束之前，
每个准直器对相应的激光器阵列发出的激光光束进行准直。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述水冷板包括：上层板、
中层板和下层板；
中层板内设置有一条进水通道和一条出水通道，以供冷却水的流入和流
出；
上层板内设置有多条水冷通道，当上层板的下表面与中层板的上表面对
接时，上层板内的每条水冷通道的两端与中层板内的所述进水通道和所述出
水通道分别连通；
下层板内设置有多条水冷通道，当下层板的上表面与中层板的下表面对
接时，下层板内的每条水冷通道的两端与中层板内的所述进水通道和所述出
水通道分别连通；
两个激光器阵列分别固定在上层板的上表面和下层板的下表面上。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，
上层板和下层板在分别与激光器阵列固定后再与中层板对接形成水冷
板；
其中，两个激光器阵列通过相同温度的烧结工艺分别烧结在上层板和下
层板上；上层板、中层板和下层板通过螺丝连接固定。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述水冷板包括：上层板和

\t下层板；
上层板的下表面设置有多条凹槽；
下层板的上表面设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭渭荣，王宝华，郭志婕，徐丹，徐磊，陈晓华，
申请(专利权)人：北京凯普林光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11