[发明专利]一种异形棱镜及半导体激光器列阵平顶光束整形器

说明书

技术领域

本发明涉及一种棱镜以及带有该棱镜的整形器，具体涉及一种异形棱镜以及带有该异形棱镜的半导体激光器列阵平顶光束整形器，属于半导体激光器领域。

背景技术

由于半导体激光器波导结构的特点，二维大功率器件(Stack型半导体激光器列阵)输出光波发散角很大，各发光区输出光波不相干，远场属于光强叠加，光分布结构十分复杂。这种Stack的线尺度约1cm，输出光能量不集中，给许多应用造成麻烦。对于诸如泵浦固体激光器等重要场合，常常导致耦合效率降低，这是不能有效利用二维半导体激光器的一个瓶颈，严重地妨碍了大功率半导体激光器的应用。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可有效提高耦合效率、使输出光的能量更加集中的一种异形棱镜，以及带有该异形棱镜的半导体激光器列阵平顶光束整形器。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种异形棱镜，其特征在于，具有：输入端面、输出端面以及四个折射斜面，前述输入端面为矩形平面，输出端面为球面，输入端面与输出端面均垂直于中心轴，前述折射斜面以中心轴为对称轴对称设置，折射斜面的倾斜角度为α，且α满足以下关系式：

tan(α)=H2-H1L-R+R2-H22]]>

式中，H₁为折射斜面的前端到中心轴的距离

H₂为折射斜面的后端到中心轴的距离

L为输入端面与输出端面之间的距离

R为输出端面的半径。

前述的异形棱镜，其特征在于，前述输出端面的半径R为10mm-15mm。

前述的异形棱镜，其特征在于，前述折射斜面的倾斜角度α为3°-5°。

前述的异形棱镜，其特征在于，前述H₁为3mm-5mm，H₂为5mm-7mm，L为25mm-35mm。

一种半导体激光器列阵平顶光束整形器，其特征在于，带有前述的异形棱镜。

前述的半导体激光器列阵平顶光束整形器，其特征在于，还包括：用于放置发光点的放置区，前述放置区内发光点到输入端面的距离为0.5mm-2.0mm。

前述的半导体激光器列阵平顶光束整形器，其特征在于，还包括：用于接收光斑的像面，前述像面到输出端面的距离为3mm-5mm。

本发明的有益之处在于：利用简单的光学结构实现了Stack型半导体激光器列阵的光束整形，光束经本发明的异形棱镜整形后，输出光的发散角得到了高效压缩，并且光强度横向分布更加集中，光能量占总辐射能量的80%左右，有效提高了耦合效率。

附图说明

图1是本发明的异形棱镜的结构示意图；

图2是图1中异形棱镜的光束整形原理图；

图3是图1中异形棱镜的光束发散角压缩示意图；

图4是光线经图1中异形棱镜整形后的光强分布图；

图5是本发明的光束整形器的一个具体实施例的组成示意图。

图中附图标记的含义：1-输入端面，2-输出端面，3-折射斜面，4-中心轴，5-放置区，6-像面，箭头表示光线传输方向。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

首先介绍本发明的异形棱镜。

参照图1和图2，本发明的异形棱镜具有：输入端面1、输出端面2以及四个折射斜面3，其中，输入端面1为矩形平面，输出端面2为球面，并且输入端面1与输出端面2均垂直于中心轴4；折射斜面3以中心轴4为对称轴对称设置，折射斜面3的倾斜角度为α，且α满足以下关系式：