一種遠距離勻化光斑的半導體激光器系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于半導體激光器技術領域，具體設及一種遠距離勻化光斑的半導體 激光器系統。
【背景技術】
[0002] 半導體激光器具有體積小、重量輕、可靠性高、使用壽命長、功耗低的優點，目前已 經廣泛應用于國民經濟的各個領域，比如累浦，醫療W及工業加工領域。但是當前半導體激 光器的推廣應用會受到其光束質量的制約，所W提高半導體激光器的輸出光斑均勻度、亮 度和功率為當下重要的研究方向。
[0003] 半導體激光器由于發散角大，中屯、位置光束疊加比邊緣位置疊加強，導致輸出光 斑能量呈高斯分布，光斑不均勻。為了解決大發散角引起的光斑不均問題，目前可通過加入 微型透鏡對半導體激光器的發散角進行控制和壓縮，但是運種方法僅在近距離光斑的應用 中有較好的效果，在遠距離的光斑應用中，輸出光斑能量分布仍為高斯分布，不滿足均勻光 斑的應用需求。
[0004] 中國專利201520078168. 4提出了將多個半導體激光器呈一定角度擺放的方法來 提高疊加光斑的均勻性，但是運種方法僅適用于近距離光斑的勻化，在遠距離的應用中不 僅沒有改善高斯分布的不均勻型，甚至得到均勻性更差的光斑。
[0005] 因此，受半導體激光器的發散角影響，現有的技術方案無法實現遠距離的均勻光 斑。

【發明內容】

[0006] 本實用新型提出一種遠距離勻化光斑的半導體激光器系統，能夠簡便、有效地實 現遠距離大功率均勻光斑。
[0007] 本發明的方案如下：
[0008] -種遠距離勻化光斑的半導體激光器系統，包括半導體激光器A和半導體激光器 組B，W及沿半導體激光器A和半導體激光器組B的出光方向上依次設置的微透鏡和整形鏡 組。
[0009] 所述的半導體激光器組B包括至少2個半導體激光器，且個數為偶數，半導體激光 器組B中的半導體激光器沿半導體激光器A的快軸方向對稱設置于半導體激光器A的兩側 (即在半導體激光器A快軸方向上至少各有1個半導體激光器組B中的半導體激光器，對稱 位置上的半導體激光器組B中的半導體激光器參數相同);所述的半導體激光器組B中的半 導體激光器的發散角均小于半導體激光器A的發散角，并且其發散角隨著遠離半導體激光 器A而依次減小。
[0010] 所述的微透鏡為D型透鏡，用于調整半導體激光器A和半導體激光器組B發出的 激光光束的發散角度。
[0011] 所述的整形鏡組為非球面柱面鏡或負透鏡，用于勻化半導體激光器A和半導體激 光器組B慢軸方向的光斑；非球面柱面鏡包括入射面和出射面，其中入射面為中間為凹面、 兩側為凸面的結構，出射面為平面，用于將激光光束中間能量較強的部分發散，兩側能量較 弱的部分聚焦。
[0012] 所述的半導體激光器A為半導體激光器疊陣，包括n個半導體激光器己條（即己 條），n為自然數且n> 2 ;所述的半導體激光器組B中的半導體激光器為半導體激光器疊 陣，每個半導體激光器包括的半導體激光器己條個數均滿足W下關系：
[0013]
，N為半導體激光器組B中任意一個半導體激光器的己條個數；
[0014] 半導體激光器組B中的每個半導體激光器距半導體激光器A的距離均滿足：
[0015]
/為半導體激光器組B中任意一個半導體激光器距半導體激光器A的距離。
[0016] 半導體激光器組B中的每個半導體激光器的發散角均滿足：
[0017]
巧為半導體激光器組B中任意一個半導體激光器的發散 角；
[0018] 其中，S為工作距離，H為工作平面的光斑直徑。
[0019] 需要說明的是，上述公式是在半導體激光器A和半導體激光器組B中的半導體激 光器視為點光源的條件下得出的，并且半導體激光器組B中的半導體激光器在半導體激光 器A的快軸方向同一側的多個半導體激光器參數是不同的，半導體激光器組B中的半導體 激光器隨著遠離半導體激光器A，其發散角依次減小，所包含的己條個數依次增加。
[0020] 為了得到最優的效果，對半導體激光器組B中的每個半導體激光器包括的己條個 數做進一步限定，此時可W在遠距離工作平面得到均勻度較高的光斑：
[0021]
N為自然數。
[0022] 所述的半導體激光器A可W為一個半導體激光器疊陣，也可W為多個半導體激光 器疊陣沿快軸方向依次排列。
[0023] 本實用新型具有W下有益效果：
[0024] 1)采用了本實用新型的遠距離勻化光斑的半導體激光器系統可W實現在遠距離 工作平面的均勻光斑，系統結構簡單，不需要增加復雜的光學整形裝置，提高了系統的效率 和可靠性，節省了成本。
[00巧]2)本實用新型的半導體激光器系統適應性強，可通過調節半導體激光器B的參數 來實現不用的應用場合，在工程應用中靈活度高。
【附圖說明】
[0026] 圖1為本實用新型的遠距離勻化光斑的半導體激光器系統的光路原理圖。
[0027] 圖2為本實用新型的遠距離勻化光斑的半導體激光器系統。
[0028] 圖3為本實用新型的遠距離勻化光斑的半導體激光器系統慢軸光斑勻化示意圖。
[0029] 圖4為本實用新型的遠距離勻化光斑的半導體激光器系統的實施例一。
[0030] 圖5a為本實用新型的遠距離勻化光斑的半導體激光器系統的實施例二。
[0031] 圖化為實施例二在遠距離工作平面的光斑的光強分布示意圖。
[0032] 附圖標號說明：1為半導體激光器A，2為半導體激光器組B，3為遠距離工作平面， 4為半導體激光器A在遠距離工作平面的光強分布，5為半導體激光器B在遠距離工作平面 的光強分布，6為經過光強補償后的均勻光斑，7為微透鏡，8為整形透鏡。
【具體實施方式】
[0033] 圖1為本實用新型的遠距離勻化光斑的半導體激光器系統的光路原理圖。沿半導 體激光器A1的快軸方向設置半導體激光器組B2,所述的半導體激光器組B2中包括至 少2個半導體激光器且個數為偶數；半導體激光器組B2中的半導體激光器沿半導體激光 器A1的快軸方向對稱設置在半導體激光器A1的兩側，半導體激光器組B2中的半導體 激光器的發散角均小于半導體激光器A1的發散角且半導體激光器組B2中的半導體激光 器的發散角隨遠離半導體激光器A1而減小。參考圖1中的半導體激光器組B和半導體激 光器A在遠距離