高亮度二极管输出方法和装置制造方法及图纸

用于保持激光发射条输出的亮度的装置和方法具有多个发射器以进行耦合或其它应用。在某些实施方案中，至少一个亮度增强元件可以与光束重整元件组合使用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高亮度二极管输出方法和装置
光学系统及其组件可用于保持激光发射条(laseremitterbar)输出光束的亮度。一些实施例可用于高效耦合激光发射条输出光束或其他合适的应用。
技术介绍
对于需要光能或者在一些情况下需要激光能量的应用来说，使用固态光源是有利的，例如使用市面上常见性能可靠并且成本相对合算可用的激光二极管作为激光能量源。这种装置可以包括设置在单个激光条中的多个激光发射器，其在同一方向上同时发射激光。此外，可以将多个固态或激光发射条设置成多层结构以产生更高的功率水平。激光二极管条通常用于通信技术设备、医疗应用或其他应用例如军事应用，其中希望通过它将单个固态发射条或多层结构中的多个发射条中的所有发射器的输出耦合到单个光纤或其他光导管中。典型地，这种固态发射条的发射器在工作期间产生大量热量，因而被彼此间隔设置以实现充分冷却而不需要复杂和昂贵的冷却系统。这种间隔改善了该发射条的冷却效果，但是却导致难以耦合来自多个发射器的输出光束。这些输出光束的耦合需要大量昂贵的光学组件以及一个用于安装这些光学组件的较大区域。此外，对于一些应用，可以使用光束重整元件(beamreformattingoptics)以进一步增强该发射器输出的耦合到预期的装置中。然而，这种光束重整元件会使得该耦合过程更为复杂，并且由于在一个或多个激光发射条的各个发射器的输出光束之间产生间隙而降低了该发射条的整体输出亮度。导致这种情况发生的一个原因是，对于一些光束重整元件来说，经过该光束重整元件的小光束(beamletts)尺寸必须显著小于激光源发射条等的中心之间的间隔。因此，在下游的光学组件中就会发生亮度损失。需要一种方法和设备，用于在激光发射条的多个发射器的输出被重整后保持该输出的亮度和功率。还需要一种方法和设备，用于耦合使用更少光学元件或组件的激光发射器的重整后输出光束。
技术实现思路
光学系统的一些实施方案包括：激光发射条，具有在一输出轴上的输出；亮度增强元件，其可操作地耦合到该激光发射条的输出；和快轴准直器，其设置在该激光发射条和亮度增强元件之间，并且可操作地耦合到该激光发射条的输出。该光学系统还可以包括光束重整元件，其被配置成分别旋转该激光发射条的发射器的输出光束，被设置在该亮度增强元件和激光发射条之间，并且耦合到该激光发射条的输出。亮度增强元件的一些实施方案包括多面望远镜(facetedtelescope)结构，其具有输入面和输出面，输入面具有多个相邻的小输入面，输出面具有分别对应于各个小输入面的多个相邻的小输出面。该输入和输出面可以基本上互相平行，并且可以被配置成充分折射通过该光学元件的平行输入光束，从而使其互相平行地从小输出面射出，并且相互之间具有比该平行输入光束的间隔更近的间隔。光学系统的一些实施方案包括：第一激光发射条，具有在第一输出轴上的第一输出；第二激光发射条，具有在第二输出轴上的第二输出，该第二输出轴的方向被设置成基本上垂直于该第一输出轴；以及亮度增强元件，其可操作地耦合到该第一输出和第二输出，其被配置成将该第二输出重定向为与该第一输出的传播方向基本平行的传播方向，并且使该第一输出和第二输出交错。该光学系统还可以包括：第一快轴准直器，其设置在该第一激光发射条和亮度增强元件之间，并且可操作地耦合到该第一激光发射条的第一输出；以及第二快轴准直器，其设置在该第二激光发射条和亮度增强元件之间，并且可操作地耦合到该第二激光发射条的第二输出。该光学系统还可以包括：第一光束重整元件，其被设置在该第一激光发射条和亮度增强元件之间，并且可操作地耦合到该第一激光发射条的第一输出；以及第二光束重整元件，其被设置在该第一激光发射条和亮度增强元件之间，并且可操作地耦合到该第二激光发射条的第二输出。对于一些这种实施例来说，该亮度增强元件包括周期交错器，其具有包括交替布置的光学透射部分和光学反射部分的输出面。对于这种实施例，该第一激光发射条的第一输出的每个光束可以被定向到光学透射部分，该第二激光发射条的第二输出的每个光束在与第一输出方向基本平行的方向上被反射部分反射。集成光学透镜的一些实施方案包括透镜主体，其具有第一表面和第二表面，该两个表面被一起配置成都对激光发射条的输出聚焦，并且使得激光发射条的输出基本准直在慢轴方向上。对于一些这种实施例，该第一表面包括被配置成聚焦激光发射条的输出的非球面透镜，该第二表面包括被配置成使得激光发射条的输出基本准直在慢轴方向上的非柱面(acylindrical)透镜。光学系统的一些实施方案包括：激光发射条，具有在一输出轴上的输出；快轴准直器，其可操作地耦合到该激光发射条的输出；和集成光学透镜，其包括透镜主体，该透镜主体具有第一表面和第二表面，该两个表面被一起配置成都对激光发射条的输出聚焦，并且使得激光发射条的输出基本准直在慢轴方向上。对于一些这种实施例，该集成光学透镜的第一表面包括被配置成聚焦激光发射条的输出的非球面透镜，该集成光学透镜的第二表面包括被配置成使得激光发射条的输出基本准直在慢轴方向上的非柱面透镜。一种处理至少一个激光发射条的输出的方法的一些实施方案包括：从多个激光发射器发射多个基本平行的小光束，将该小光束基本准直在快轴方向上，通过旋转每个小光束来重整该小光束，以及使该小光束穿过亮度增强元件以增强该小光束的亮度。一些这种实施例还可以包括将该小光束基本准直在慢轴方向上。通过以下详细说明并结合示意性的附图，这些实施方案的特征将变得更加明显。附图说明图1是激光发射条的一个实施例的透视图。图2是激光发射条多层阵列的一个实施例的透视图。图3示出了图2的激光发射条多层阵列的发射阵列。图4A示出了光学系统的一个实施例的正视图。图4B示出了图4A的光学系统的顶视图。图4C是图4A和4B的激光发射条的发射器的光束在快轴准直器和光束重整元件之间的截面图。图4D是图4A和4B的激光发射条的发射器的光束在光束重整元件和亮度增强元件之间的截面图。图4E是图4A和4B中的亮度增强元件的光束输出的截面图。图5示出了重整元件的一个实施例。图6示出了光束重整元件的一个实施例。图7A示出了亮度增强元件的一个实施例的顶视图。图7B示出了图7A的亮度增强元件的侧视图。图8A示出了亮度增强元件的一个实施例的顶视图。图8B示出了图8A的亮度增强元件的侧视图。图9A示出了集成亮度增强组件和慢轴准直器的一个实施例的顶视图。图9B示出了图9A的集成亮度增强组件和慢轴准直器的实施例的侧视图。图10A示出了亮度增强元件的一个实施例的顶视图。图10B示出了图10A的亮度增强元件的侧视图。图11A示出了亮度增强元件的一个实施例的顶视图。图11B示出了图11A的亮度增强元件的侧视图。图12是具有两个激光发射条和一个亮度增强元件的光学系统的一个实施例的顶视图。图13A是交错亮度增强元件的一个实施例的侧视图。图13B是图13A的交错亮度增强元件实施例的顶视图。图13C是图13A的交错亮度增强元件实施例的顶视图，其中示出了第一和第二发射条的发射器输出穿过该交错亮度增强元件的光学路径。图13D示出了单个发射器输出穿过图13C的交错亮度增强元件的光学路径以及所产生的该光学路径的偏移。图14A是交错亮度增强元件的一个实施例的顶视图。图14B是图14A的交错本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学系统，包括：激光发射条，具有多个发射器和在一输出轴上的输出；快轴准直器，可操作地耦合到该激光发射条的发射器的输出；光束重整元件，耦合到该激光发射条的输出，其被配置成分别使该激光发射条的每个发射器的输出光束旋转大约９０度；和亮度增强元件，其可操作地耦合到该光束重整元件的输出，其被配置成在快轴方向上扩展该发射器的输出光束以填充它们之间的间隙。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US61/051,6282008年5月8日1.一种亮度增强元件，包括：多面望远镜结构，包括：输入面，具有多个相邻的小输入面；该多个相邻的小输入面沿着具有第一半径的圆弧段排列；和输出面，具有分别对应于各个小输入面的多个相邻的小输出面，该多个相邻的小输出面沿着具有第二半径的圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃德蒙·L·沃拉克，
申请(专利权)人：奥兰若光子公司，
类型：发明
国别省市：US