[发明专利]激光系统及用于该激光系统的光缆跨接器

说明书

技术领域

本发明的各方面涉及激光系统，更具体地说，涉及当纤束型(bundle-type)激光束被转换成单纤型(single-type)激光束时使激光束的能量密度均匀的激光系统。 

背景技术

激光使将高能量束集中到窄区域成为可能，因而广泛用于加工半导体或显示器的精密图案，及其密封。虽然激光束在传播时扩散相对较小，但在激光束的整个截面区域中能流并不均匀。也就是说，在激光束的截面区域中能流依照高斯分布集中在截面区域的中心。 

传输激光束的光缆可以是纤束型或单纤型，并且根据需求和用途，纤束型光缆可以连接到单纤型光缆。具体来说，使用激光束混合器将纤束型光缆与单纤型光缆相连接，以将纤束型激光束转换成单纤型激光束。激光束混合器以预定的比率混合输入的激光束分量，并将混合后的分量输出。 

在激光系统中新安装激光束混合器时，应当根据激光系统的光束特性对激光混合器进行准直。例如，通过准直，激光束的中心与激光束混合器的输入端和输出端的透镜重合，并且输入端和输出端之间的距离得到控制。然而，由于激光束通过三维空间传播，因此很难在控制两个透镜之间的距离的同时使激光束的中心与两个透镜重合。 

在该背景部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明的背景的理解，因而可能包含并不构成本领域技术人员在该国已知的现有技术的信息。 

发明内容

本发明的各方面提供了一种激光系统，该激光系统具有在将纤束型激光束 转换成单纤型激光束时使激光束的能量密度均匀而不需要对控制激光束混合器透镜之间的距离和对输入的激光束与混合器透镜进行准直的优点。 

根据本发明的一方面，提供了一种激光系统，包括：光缆跨接器，包括输入端和输出端，用于将激光束从连接至所述输入端的纤束型光缆传输到连接至所述输出端的单纤型光缆；和激光枪，连接至所述单纤型光缆，用于将在所述光缆跨接器中从所述纤束型光缆传输到所述单纤型光缆的激光束照射到目标物。 

所述光缆跨接器的输出端可具有第一数值孔径，并且所述激光枪的输出端可具有第二数值孔径；所述第一数值孔径可等于所述光缆跨接器处的、激光束的能量分布具有最大值的第一预定百分数值区域处的激光束波面的第一直径与所述光缆跨接器处的、激光束的第一焦点区域处的激光束波面的第二直径之间的差，除以所述第一预定百分数值区域和所述第一焦点区域之间的距离；并且所述第二数值孔径可等于所述激光枪处的、激光束的能量分布具有最大值的第二预定百分数值区域处的激光束波面的第三直径与所述激光枪处的、激光束的第二焦点区域处的激光束波面的第四直径之间的差，除以所述第二预定百分数值区域和所述第二焦点区域之间的距离。 

所述第二数值孔径可大于0且小于0.25。 

所述第二数值孔径可大于或等于0.05且小于0.25。 

所述第一数值孔径可大于或等于0.05且小于或等于0.15。 

所述光缆跨接器可包括光管、第一微透镜和第二微透镜。 

所述光管可包括形成所述输出端且具有所述第一微透镜和所述第二微透镜的第一光管，以及联接到所述第一光管且形成所述输入端的第二光管。 

所述第一微透镜和所述第二微透镜可内置于所述第一光管中。 

所述激光系统可进一步包括：搅模器，用于通过控制连接至所述光缆跨接器的单纤型光缆的曲率半径来混合激光束。 

所述搅模器可包括：板，被提供用来支持所述单纤型光缆；一对夹具，安装在该板处，用于松散地固定所述单纤型光缆的两侧；以及曲率半径控制器， 安装在该板处，用于控制在所述一对夹具之间的单纤型光缆的曲率半径。 

所述曲率半径控制器可包括主体，固定安装在该板处；以及与所述主体相配合的杆，使得所述杆插入所述主体或从所述主体抽出，所述杆连接至所述单纤型光缆。 

所述单纤型光缆可在所述搅模器的一侧处被缠绕以形成至少一个环。 

所述激光系统可进一步包括第一支架，用于在所述激光枪的一侧处将所述单纤型光缆保持在直线状态。 

所述第一支架可包括彼此面对面结合的第一板和第二板，并且所述第一板和所述第二板分别包括彼此面对且共同地对应于至少所述单纤型光缆的直径的第一槽和第二槽。 

所述第一槽和所述第二槽可与所述单纤型光缆的长度相符合，并且由所述第一槽和所述第二槽构成的圆的直径可大于所述单纤型光缆的直径。