[发明专利]一种激光光源耦合装置及方法

权利要求书

1.一种激光光源耦合装置，其特征在于，所述装置包括一激光器散热体，设置在所述激光器散热体上的至少一组激光光源，每组激光光源包含至少两个激光光源，至少两个激光光源呈一字型间隔排列，每个所述激光光源的正前方分别活动设置有一个三角形棱镜，各三角形梭镜的高度从上到下逐级递减并呈阶梯形排布，并将各三角形棱镜设置在比激光束更低位置的前方，设于每个所述激光二极管上的凸透镜对来自激光光源的激光束进行准直，将准直后的激光束经各自对应的三角形棱镜垂直反射后，入射至相应的柱面镜将剩余的发散的激光束再次整形成近似平行的激光束，并通过聚焦透镜将激光束聚焦入射至光纤中。

2.根据权利要求1所述的激光光源耦合装置，其特征在于，对于平行排列的多束激光束，能够经由具有曲率的聚焦透镜聚光。

3.根据权利要求1所述的激光光源耦合装置，其特征在于，对于平行排列的多束激光束，设置在楔形棱镜厚度变化的方向上，该楔形棱镜用于将激光光束在空间上宽度压缩，实现在较小的空间内聚集更多的激光光束，从而减少聚光镜的空间体积。

4.根据权利要求3所述的激光光源耦合装置，其特征在于，所述楔形棱镜上下对称地设置在激光束中间。

5.根据权利要求4所述的激光光源耦合装置，其特征在于，将准直的激光光源的单一方向按照阶梯式布置的三角形棱镜的反射方向进行设置，其另一个方向由于扩展幅度小，使阶梯式布置的三角形棱镜的阶差减少。

6.根据权利要求1-5任一项所述的激光光源耦合装置，其特征在于，对于所述多束激光束的叠加方向，使用以阶梯状叠加的三角形棱镜组进行直角反射，同时分割截断多重激光束使其反射90度，并且对于被分割的激光光束，使每一束光束通过空间上二次反射的棱镜，被分割的多束激光束旋转90度并聚光，从而将激光束分割后，以相应倍数来提高聚光效率。

7.根据权利要求1所述的激光光源耦合装置，其特征在于，倾斜放置的激光光源和阶梯式布置的三角棱镜互相相对，将所述的多束激光平行布置为两列，并使用三角形棱镜使两列中的全部激光束以垂直方向反射。

8.一种基于权利要求7所述激光光源耦合装置进行激光传输的激光光源耦合方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

使用凸透镜对由按照晶格阵列排列的激光光源的第一段到第一列的激光束进行准直；

将设置在所述凸透镜出口附近的第一列的三角形陵镜进行阶梯式排列，并在比所述三角形陵镜反射的激光更低的位置阶梯式地设置前方的三角形陵镜；

根据各三角形陵镜的位置，通过将多个晶格状分布的凸透镜与激光光源，以一定的角度倾斜放置，并且该倾斜的激光光源垂直于所述三角形棱镜；

将所述晶格式排列的激光光源的第二列的激光束通过凸透镜进行准直；

从设置在所述凸透镜出口附近的，第一段的三角形陵镜在所述第一列的激光光束干涉不到的位置，并将第一列的阶梯式的三角形棱镜堆积到第二列的棱镜之上；

在第二列的阶梯式的三角形棱镜反射的激光更低的位置，阶梯式地布置了前方第二列的三角形棱镜，多个晶格状分布的凸透镜与激光光源，以一定的角度倾斜放置，并且该倾斜的激光光源垂直于所述三角形棱镜以便形成通过叠加多个阶梯式三角形棱镜而获得的一维方向上的第二段第二列的多束激光；

两列激光束的第一列和第二列由相同的聚焦透镜聚光并入射到光纤。

9.根据权利要求8所述的激光光源耦合方法，其特征在于，所述第一段第一列的多束激光入射到一块倾斜的平行平板上，调整所述平行平板倾斜的入射角度，使第二段第二列的多束激光具有与第一段第一列激光相同的高度。

10.根据权利要求9所述的激光光源耦合方法，其特征在于，第三段第三列所述的多束激光，使激光束入射到一块倾斜的平行平板上，并且为了使第二段第二列的多束激光的外侧具有相同的高度，从而调整了所述第三列的平行平板倾斜的入射角度。

11.根据权利要求8所述的激光光源耦合方法，其特征在于，倾斜后的激光光源的多个发光点等间距错位分离，且正好与阶梯式布置的三角形棱镜相对应，角度倾斜的函数关系式与激光二极管的分布数量n有关，当分布数量的变量取值为n时，发光点间距较大，空间利用率低；当变量取值为2n时，发光点间距较小，空间利用率高，激光损耗大于变量取值n时的激光损耗。