激光合束设备制造技术

本申请公开了一种激光合束设备，该激光合束设备包括：

【技术实现步骤摘要】
激光合束设备


[0001]本申请涉及激光领域，具体而言，涉及一种激光合束设备
。

技术介绍

[0002]激光是一种高度集中的光束，具有高亮度
、
单色性和相干性等特点
。
高功率激光指的是输出功率较大的激光器，通常在千瓦级别或以上，其应用涉及多个领域，包括材料加工
、
医疗
、
军事
、
通信等
。
当前，通过单一激光器难以实现激光的高功率化
。
相关技术中，基于
N*1
的光纤合束器合束出高功率激光，其原理是将多个激光器模块输出的激光，通过一个光纤光束器合成一路，这种合束方法主要依靠
N*1
合束器的制造工艺，将输入光纤熔融拉维成一路，即为合束器输出光纤为1根光纤
。
这种方式虽然能够在一定程度上提高输出光束的功率，但是受限于光纤非线性效应等的影响，功率存在理论极限问题，难以高功率增加合束输出功率
。
[0003]针对相关技术中激光合束效率较低等问题，尚未提出有效的解决方案
。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种激光合束设备，以至少解决相关技术激光合束效率较低等问题
。
[0005]根据本申请实施例的一个实施例，提供了一种激光合束设备，包括：
N
个光束输出器件，凹面反射镜以及凸面反射镜，其中，
N
个所述光束输出器件输出
N
个平行光束，
N
个所述平行光束的传输方向相同，所述凹面反射镜上设置有目标透光孔，所述凹面反射镜部署在所述
N
个平行光束的光路上，
N
个所述平行光束中包括一个目标平行光束和
N
‑1个参考平行光束，所述目标平行光束照射在所述目标透光孔上，
N
‑1个所述参考平行光束照射在所述凹面反射镜上，
N
‑1个所述参考平行光束在所述凹面反射镜上的照射角度相同，所述凸面反射镜设置在所述目标平行光束的光路上，所述凸面反射镜位于所述目标平行光束对应的所述光束输出器件和所述凹面反射镜之间；所述凹面反射镜对
N
‑1个所述参考平行光束进行反射，得到
N
‑1个反射光束，
N
‑1个所述反射光束照射在所述凸面反射镜的反射面上；
N
‑1个所述反射光束在所述凸面反射镜的反射面上的照射角度相同，所述凸面反射镜用于透射所述目标平行光束，并调节
N
‑1个所述反射光束的传输光路到所述目标平行光束的传输光路上
。
[0006]可选的，每个所述光束输出器件包括激光器和透射镜组，其中，所述透射镜组部署在所述激光器的光路上，所述透射镜组用于对所述激光器输出的光束的光束发散角进行调节，得到所述平行光束
。
[0007]可选的，所述透射镜组包括依次设置的第一凹透镜
、
第二凹透镜以及凸透镜，其中，所述第一凹透镜和所述凸透镜之间的相对位置被设置为固定的，所述第二凹透镜被设置为允许在所述第一凹透镜和所述凸透镜之间移动
。
[0008]可选的，所述激光合束设备还包括：第一处理器，其中，所述第一处理器和所述透射镜组连接；所述第一处理器，用于根据所述激光器输出光束的发散角度，调节所述第二凹
透镜在所述第一凹透镜和所述凸透镜之间的位置
。
[0009]可选的，
N
‑1个所述参考平行光束在所述凹面反射镜上的照射位置与所述目标透光孔之间的距离相同
。
[0010]可选的，
N
‑1个所述参考平行光束在所述凹面反射镜上的照射位置与所述目标透光孔之间的距离大于或者等于目标距离，其中，所述目标距离为参考光斑尺寸的2倍，所述参考光斑尺寸为
N
‑1个所述参考平行光束的最大光斑尺寸
。
[0011]可选的，所述激光合束设备还包括：第二处理器，其中，所述第二处理器分别与所述凹面反射镜和所述凸面反射镜连接，所述第二处理器用于根据所述参考平行光束在所述凹面反射镜上的照射位置与所述目标透光孔之间的距离，以及所述参考平行光束在所述凹面反射镜上的照射角度调节所述凹面反射镜和所述凸面反射镜之间的距离
。
[0012]可选的，所述目标透光孔的直径为目标光斑尺寸的
1.5
倍，所述目标光斑尺寸为
N
个所述平行光束的最大光斑尺寸
。
[0013]可选的，所述凸面反射镜上镀有透射膜，所述透射膜的透射光束参数与所述目标平行光束的光束参数匹配
。
[0014]可选的，所述凸面反射镜为非球面镜，所述凸面反射镜的非球面系数为
‑1，所述凹面反射镜为非球面镜，所述凹面反射镜的非球面系数为
‑
1。
[0015]在本申请实施例中，激光合束设备包括：
N
个光束输出器件，凹面反射镜以及凸面反射镜，其中，
N
个所述光束输出器件输出
N
个平行光束，
N
个所述平行光束的传输方向相同，所述凹面反射镜上设置有目标透光孔，所述凹面反射镜部署在所述
N
个平行光束的光路上，
N
个所述平行光束中包括一个目标平行光束和
N
‑1个参考平行光束，所述目标平行光束照射在所述目标透光孔上，
N
‑1个所述参考平行光束照射在所述凹面反射镜上，
N
‑1个所述参考平行光束在所述凹面反射镜上的照射角度相同，所述凸面反射镜设置在所述目标平行光束的光路上，所述凸面反射镜位于所述目标平行光束对应的所述光束输出器件和所述凹面反射镜之间；所述凹面反射镜对
N
‑1个所述参考平行光束进行反射，得到
N
‑1个反射光束，
N
‑1个所述反射光束照射在所述凸面反射镜的反射面上；
N
‑1个所述反射光束在所述凸面反射镜的反射面上的照射角度相同，所述凸面反射镜用于透射所述目标平行光束，并调节
N
‑1个所述反射光束的传输光路到所述目标平行光束的传输光路上，即
N
个光束输出器件输出
N
束传输方向相同的平行光束，
N
个平行光束中包括一个目标平行光束和
N
‑1个参考平行光束，通过将凹面反射镜设置在
N
个平行光束的光路上，由于
N
‑1个参考平行光束在凹面反射镜上的照射角度相同，进而凹面反射镜反射出的
N
‑1束反射光束在部署在目标平行光束光路上的凸面反射镜上的照射角度是相同的，并且凸面反射镜反射出的
N
‑1束光束的反射角度相同，从而实现通过凹面反射镜和凸面反射镜改变
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种激光合束设备，其特征在于，包括：
N
个光束输出器件，凹面反射镜以及凸面反射镜，其中，
N
个所述光束输出器件输出
N
个平行光束，
N
个所述平行光束的传输方向相同，所述凹面反射镜上设置有目标透光孔，所述凹面反射镜部署在所述
N
个平行光束的光路上，
N
个所述平行光束中包括一个目标平行光束和
N
‑1个参考平行光束，所述目标平行光束照射在所述目标透光孔上，
N
‑1个所述参考平行光束照射在所述凹面反射镜上，
N
‑1个所述参考平行光束在所述凹面反射镜上的照射角度相同，所述凸面反射镜设置在所述目标平行光束的光路上，所述凸面反射镜位于所述目标平行光束对应的所述光束输出器件和所述凹面反射镜之间；所述凹面反射镜对
N
‑1个所述参考平行光束进行反射，得到
N
‑1个反射光束，
N
‑1个所述反射光束照射在所述凸面反射镜的反射面上；
N
‑1个所述反射光束在所述凸面反射镜的反射面上的照射角度相同，所述凸面反射镜用于透射所述目标平行光束，并调节
N
‑1个所述反射光束的传输光路到所述目标平行光束的传输光路上
。2.
根据权利要求1所述的设备，其特征在于，每个所述光束输出器件包括激光器和透射镜组，其中，所述透射镜组部署在所述激光器的光路上，所述透射镜组用于对所述激光器输出的光束的光束发散角进行调节，得到所述平行光束
。3.
根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述透射镜组包括依次设置的第一凹透镜
、
第二凹透镜以及凸透镜，其中，所述第一凹透镜和所述凸透镜之间的相对位置被设置为固定的，所述第二凹透镜被设置为允许在所述第一凹透镜和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮仁秋，李立波，闫大鹏，
申请(专利权)人：武汉锐威特种光源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：