[发明专利]无热化宽波段激光聚焦系统及光纤激光耦合器

说明书

本申请公开了一种无热化宽波段激光聚焦系统及光纤激光耦合器，该聚焦系统包括：第一凸透镜、第二凸透镜、凹透镜和第三凸透镜，第一凸透镜、第二凸透镜、凹透镜和第三凸透镜沿光束传输方向依序光路连接。该系统，能将阵列白光激光模组产生的空间光束耦合进光纤，并且具有热稳定性，减小了色差以及温度改变对耦合效率的不良影响。

技术领域

本申请涉及一种无热化宽波段激光聚焦系统及光纤激光耦合器，属于光学领域。

背景技术

近几年激光及其应用正在蓬勃发展，其中白光激光模组，是激光应用的一个重要发展方向。白光激光模组可用于照明、勘测和舞台灯光等等。

产生白光激光模组通过将RGB三种激光耦合为光束，从而实现白光激光输出。为了均匀混合三种激光并方便操控光束，通常把这三种激光耦合到光纤中。为了提高光功率，现有技术中多采用阵列激光光源代替单个激光。

现有技术中激光聚焦系统能将阵列空间激光束耦合至光纤实现白光输出。具体过程为：把空间光束聚焦为小于光纤芯径的光斑，然后把光纤入射端口放在该最小光斑处，从而使光斑处激光入射该光纤。

现在激光聚焦系统多仅能实现单波长激光，当该激光聚焦系统用于白光模组时会出现色差，降低激光的耦合效率。此外，在使用过程中高功率激光易产生热量，温度的改变会使激光聚焦系统的焦距产生漂移，这一因素也降低了白光激光模组的耦合效率。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种无热化宽波段激光聚焦系统，该系统，能将阵列白光激光模组产生的空间光束耦合进光纤，并且具有热稳定性，减小了色差以及温度改变对耦合效率的不良影响。

所述无热化宽波段激光聚焦系统，其特征在于，包括：第一凸透镜、第二凸透镜、凹透镜和第三凸透镜，所述第一凸透镜、所述第二凸透镜、所述凹透镜和所述第三凸透镜沿光束传输方向依序光路连接。

可选地，所述第一凸透镜满足以下条件：

其中，f_A为所述第一凸透镜的焦距，f_B为所述第二凸透镜的焦距。

可选地，所述凹透镜同时满足以下条件：

V_C＜32

其中，f_C为所述凹透镜的焦距，V_C为所述凹透镜的色散系数。

可选地，所述第三凸透镜满足以下条件：

其中，f_D为所述第三凸透镜的焦距。

可选地，所述无热化宽波段激光聚焦系统的光学总长TTHI满足以下条件，

TTHI＜55mm。

可选地，所述无热化宽波段激光聚焦系统满足以下条件：

其中，f为所述无热化宽波段激光聚焦系统的焦距，D为所述无热化宽波段激光聚焦系统的通光直径。

可选地，所述无热化宽波段激光聚焦系统满足以下条件：

|Δf|＜0.1mm

其中，Δf为所述无热化宽波段激光聚焦系统工作温度从0℃升至100℃过程中的焦距变化量。