CN222599968U - 半导体激光器光束准直装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种半导体激光器光束准直装置，所述半导体激光器光束准直装置，用于对半导体激光器发射的光束进行准直，所述装置包括：柱面透镜和复合透镜，所述柱面透镜和所述复合透镜均设置于所述半导体激光器的光束传播方向上。采用该装置可以实现对半导体激光器发射的光束的准直，且准直效果更好。

Description

半导体激光器光束准直装置

技术领域

本实用新型涉及半导体激光器技术领域，尤其是涉及一种半导体激光器光束准直装置。

背景技术

半导体激光器又称激光二极管，是用半导体材料作为工作物质的激光器。相关技术中，由于半导体激光器发出的光束发散角很大，而且不对称，快轴发散角大，慢轴发散角小，从而导致光强分布不均匀，光束质量差。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种半导体激光器光束准直装置，采用该装置可以实现对半导体激光器发射的光束的准直，且准直效果更好。

为了解决上述问题，本实用新型第一方面实施例提供一种半导体激光器光束准直装置，用于对半导体激光器发射的光束进行准直，所述装置包括：柱面透镜和复合透镜，所述柱面透镜和所述复合透镜均设置于所述半导体激光器的光束传播方向上。

根据本实用新型的半导体激光器光束准直装置，将柱面透镜和复合透镜均设置于半导体激光器的光束传播方向上，由此采用柱面透镜与复合透镜组合的方式，不仅可以实现对半导体激光器发射光束的准直，甚至还可以对半导体激光器发射的光束进行双重准直，从而有效提高光束准直效果。

在一些实施例中，所述柱面透镜位于所述半导体激光器的出光侧，且所述柱面透镜的光轴方向与所述半导体激光器发射光束的快轴方向垂直。

在一些实施例中，所述复合透镜位于所述柱面透镜的出光侧，且所述复合透镜的光轴方向与所述半导体激光器的光轴方向重合。

在一些实施例中，所述柱面透镜位于所述复合透镜的出光侧，且所述柱面透镜的光轴方向与所述半导体激光器发射光束的快轴方向垂直。

在一些实施例中，所述复合透镜位于所述半导体激光器的出光侧，且所述复合透镜的光轴方向与所述半导体激光器的光轴方向重合。

在一些实施例中，所述复合透镜的入光侧为柱面，所述复合透镜的出光侧为旋转曲面；或者，所述复合透镜的入光侧为旋转曲面，所述复合透镜的出光侧为柱面。

在一些实施例中，所述柱面的母线与所述半导体激光器发射光束的快轴方向垂直。

在一些实施例中，所述旋转曲面的光轴方向与所述半导体激光器的光轴方向重合。

在一些实施例中，所述柱面透镜为单柱面透镜或双柱面透镜。

在一些实施例中，所述装置还包括：快轴压缩透镜，所述快轴压缩透镜设置于所述半导体激光器的光束传播方向上，用于对所述半导体激光器发射光束的快轴方向进行压缩。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的半导体激光器光束准直装置的结构示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的半导体激光器光束准直装置的使用示意图；

图3是根据本实用新型一个实施例的半导体激光器的发射光束示意图。

附图标记：

半导体激光器光束准直装置10；半导体激光器1；柱面透镜2；复合透镜3。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。

相关技术中，对于半导体激光器光束准直的方法有三种，一种为利用柱透镜进行快轴和慢轴方向的角度准直和整形，但是因柱透镜的调整容差较小，经整形后光束质量虽然得到改善，但是其发散角依然很大，无法很好满足激光雷达对发射光源的要求；另一种采用单透镜对半导体激光器输出光束的准直，这种半导体激光器光束整形装置是传统的准直和整形方法，具有结构简单、方便经济，但是效果较差，准直度较低；还有一种采用发射望远镜对半导体激光器输出光束进行准直，其通过放大倍数的望远镜对半导体激光器光束进行扩束处理，达到压缩发散角的目的，这个方法可得到很好的准直效果，但是该半导体激光器光束整形装置的主要缺点是所使用的望远镜体积较大，结构复杂，成本高，体积大，而且整个扩束装置的光学和机械稳定性较差，容易受到其他因素的影响。

为了解决上述问题，本实用新型第一方面实施例提供一种半导体激光器光束准直装置，采用该装置可以实现对半导体激光器发射的光束的准直，且准直效果更好。

下面参考图1描述本实用新型实施例的半导体激光器光束准直装置

如图1所示，半导体激光器光束准直装置10用于对半导体激光器1发射的光束进行准直，半导体激光器光束准直装置10包括柱面透镜2和复合透镜3，柱面透镜2和复合透镜3均设置于半导体激光器1的光束传播方向上。

其中，参考图1所示，柱面透镜2包括入光侧21和出光侧22。在一些实施例中，柱面透镜2可以为单柱面透镜或双柱面透镜，对此不作限制。优选的，柱面透镜2的柱面面型可以采用球面，以降低成本，且便于加工。

复合透镜3是指由两个以上的单体透镜构成的透镜，例如，参考图1所示，复合透镜3包括入光侧31和出光侧32，其入光侧31和出光侧32采用不同的单体透镜，从而通过使用具有互补像差的简单透镜的组合，以在最大程度上补偿单体透镜存在的像差影响。

基于上述采用柱面透镜2与复合透镜3组合的方式，如图2所示，对于半导体激光器1在慢轴方向上的发射光束，由于发光面较大，因此在慢轴方向可由复合透镜3的出光侧32进行准直；对于半导体激光器1在快轴方向上的发射光束，由于其衍射效应发散角较大，但光束质量较好，因此可由柱面透镜2和复合透镜3的入光侧31进行双重准直，即利用多个光学面共同作用，一起对快轴方向上的光束进行准直，从而在快轴方向上可以有效提高光利用率，以及提高准直效果。由此，相较于采用发射望远镜对半导体激光器输出光束进行准直的方式，本申请的半导体激光器光束准直装置10具有结构相对简单、出射光束准直效果好、光束出射效率高的优势，而且可对快轴方向和慢轴方向光束分别准直，适用于实现任意长宽比的准直光斑。

在一些实施例中，对于柱面透镜2或复合透镜3的数量不作限制。

根据本实用新型的半导体激光器光束准直装置10，将柱面透镜2和复合透镜3均设置于半导体激光器1的光束传播方向上，由此采用柱面透镜2与复合透镜3组合的方式，不仅可以实现对半导体激光器1发射光束的准直，甚至还可以对半导体激光器1发射的光束进行双重准直，从而有效提高光束准直效果。

在一些实施例中，如图1所示，柱面透镜2位于半导体激光器1的出光侧，且柱面透镜2的光轴方向与半导体激光器1发射光束的快轴方向垂直。也就是说，柱面透镜2位于半导体激光器1发光点的正前方，且柱面透镜2的光轴垂直于半导体激光器1出射光束的快轴，即柱面透镜2的母线垂直于半导体激光器1的快轴方向。

在一些实施例中，如图1所示，复合透镜3位于柱面透镜2的出光侧，且复合透镜3的光轴方向与半导体激光器1的光轴方向4重合。也就是说，复合透镜3位于柱面透镜2的正前方，且复合透镜3的光轴与半导体激光器1发光面的中心出射光轴重合.

通过上述对柱面透镜2和复合透镜3的位置设置，也就是说，柱面透镜2设置于复合透镜3与半导体激光器1之间，由此，一方面，可由柱面透镜2与复合透镜3的入光侧31对在快轴方向上的发射光束准直进行双重准直，另一方面，可由焦距较长的复合透镜3出光侧31对在慢轴方向上的发射光束进行准直，从而既可以实现对快轴方向和慢轴方向光束的分别准直，也适用于实现任意长宽比的准直光斑，又可以提高光束准直效果，提高光束出射效率。

在一些实施例中，柱面透镜2位于复合透镜3的出光侧，且柱面透镜2的光轴方向与半导体激光器1发射光束的快轴方向垂直。

在一些实施例中，复合透镜3位于半导体激光器1的出光侧，且复合透镜3的光轴方向与半导体激光器2的光轴方向重合。

通过上述对柱面透镜2和复合透镜3的位置设置，也就是说，复合透镜3设置于柱面透镜2与半导体激光器1之间，由此，一方面，可由柱面透镜2与复合透镜3的入光侧31对在快轴方向上的发射光束准直进行双重准直，另一方面，可由复合透镜3出光侧31对在慢轴方向上的发射光束进行准直，从而既可以实现对快轴方向和慢轴方向光束的分别准直，也适用于实现任意长宽比的准直光斑，又可以提高光束准直效果，提高光束出射效率。

在一些实施例中，复合透镜3的入光侧为柱面，复合透镜3的出光侧为旋转曲面；或者，复合透镜3的入光侧为旋转曲面，复合透镜3的出光侧为柱面。由此通过使用柱面与旋转曲面进行组合，以达到互补像差的效果，在最大程度上补偿单体透镜存在的像差影响。

在一些实施例中，柱面的母线与半导体激光器1发射光束的快轴方向垂直。

在一些实施例中，旋转曲面的光轴方向与半导体激光器1的光轴方向重合。

在一些实施例中，半导体激光器光束准直装置10还包括快轴压缩透镜12，快轴压缩透镜12设置于半导体激光器1的光束传播方向上，用于对半导体激光器1发射光束的快轴方向进行压缩。如图3所示，半导体激光器1包括发光器芯片11，发光器11发射的光束先进入快轴压缩透镜12进行压缩，由此，以进一步提高对激光准直光束的光利用率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种半导体激光器光束准直装置，其特征在于，用于对半导体激光器发射的光束进行准直，所述装置包括：

柱面透镜和复合透镜，所述柱面透镜和所述复合透镜均设置于所述半导体激光器的光束传播方向上。

2.根据权利要求1所述的半导体激光器光束准直装置，其特征在于，所述柱面透镜位于所述半导体激光器的出光侧，且所述柱面透镜的光轴方向与所述半导体激光器发射光束的快轴方向垂直。

3.根据权利要求2所述的半导体激光器光束准直装置，其特征在于，所述复合透镜位于所述柱面透镜的出光侧，且所述复合透镜的光轴方向与所述半导体激光器的光轴方向重合。

4.根据权利要求1所述的半导体激光器光束准直装置，其特征在于，所述柱面透镜位于所述复合透镜的出光侧，且所述柱面透镜的光轴方向与所述半导体激光器发射光束的快轴方向垂直。

5.根据权利要求4所述的半导体激光器光束准直装置，其特征在于，所述复合透镜位于所述半导体激光器的出光侧，且所述复合透镜的光轴方向与所述半导体激光器的光轴方向重合。

6.根据权利要求1-5任一项所述的半导体激光器光束准直装置，其特征在于，所述复合透镜的入光侧为柱面，所述复合透镜的出光侧为旋转曲面；

或者，所述复合透镜的入光侧为旋转曲面，所述复合透镜的出光侧为柱面。

7.根据权利要求6所述的半导体激光器光束准直装置，其特征在于，所述柱面的母线与所述半导体激光器发射光束的快轴方向垂直。

8.根据权利要求6所述的半导体激光器光束准直装置，其特征在于，所述旋转曲面的光轴方向与所述半导体激光器的光轴方向重合。

9.根据权利要求1-5任一项所述的半导体激光器光束准直装置，其特征在于，所述柱面透镜为单柱面透镜或双柱面透镜。

10.根据权利要求1所述的半导体激光器光束准直装置，其特征在于，所述装置还包括：

快轴压缩透镜，所述快轴压缩透镜设置于所述半导体激光器的光束传播方向上，用于对所述半导体激光器发射光束的快轴方向进行压缩。