[发明专利]半导体激光阵列的光束指向性补偿装置及光学系统

权利要求书

1.一种半导体激光阵列的光束指向性补偿装置，其特征在于，

所述光束指向性补偿装置包括分别对应于所述半导体激光阵列中的多个发光单元的多个透镜单元，

其中，每个所述透镜单元具有彼此不平行的入射面和出射面，并且根据对应的所述发光单元的光束指向角，每个所述透镜单元的所述入射面和所述出射面之间形成不同的夹角；

每个所述透镜单元的所述入射面具有相同的倾斜角度，并且根据对应的所述发光单元的光束指向角，每个所述透镜单元的所述出射面具有不同的倾斜角度；

所述光束指向性补偿装置中的所述透镜单元满足以下：

m＝g

2l×tanθ_f≤y≤2(l+z)×tanθ_f

2l×tanθ_s≤x≤2(l+z)×tanθ_s

其中，m为所述光束指向性补偿装置中的所述透镜单元的数量，g为所述半导体激光阵列中的所述发光单元的数量，y为所述透镜单元的长度，x为所述透镜单元的宽度，z为所述透镜单元的厚度，l是所述半导体激光阵列的准直光斑和所述光束指向性补偿装置之间的距离，θ_f为所述半导体激光阵列的快轴发散角，θ_s为所述半导体激光阵列的慢轴发散角，p为所述发光单元之间的间距。

2.根据权利要求1所述的光束指向性补偿装置，其特征在于，

每个所述透镜单元为以下形状中的任意一种：所述入射面和所述出射面具有相同的倾斜方向的第一梯形、所述入射面和所述出射面具有不同的倾斜方向的第二梯形和三角形。

3.根据权利要求2所述的光束指向性补偿装置，其特征在于，

每个所述透镜单元为所述第一梯形时，满足以下：

0°＜α＜90°

0°＜β＜90°

α≠β

cos(α-δ)＝nsin(θ₃+γ)

nsinθ₃＝cos(α+γ)

其中，α为所述透镜单元的所述入射面的倾斜角度，β为所述透镜单元的所述出射面的倾斜角度，γ为所述透镜单元的所述入射面和所述出射面之间的夹角并且数值为α和β的差值，δ为所述半导体激光阵列的所述发光单元的光束指向角，n是所述透镜单元的折射率，θ₃为所述透镜单元的所述出射面的入射角。

4.根据权利要求2所述的光束指向性补偿装置，其特征在于，

每个所述透镜单元为所述第二梯形或所述三角形时，满足以下：

0°＜B＜90°

0°＜C＜90°

i₁＝90°-B+δ

其中，B为所述透镜单元的所述入射面的倾斜角度，C为所述透镜单元的所述出射面的倾斜角度，δ为所述半导体激光阵列的所述发光单元的光束指向角，n是所述透镜单元的折射率，i₁为所述透镜单元的所述入射面的入射角。

5.根据权利要求1-4任一项所述的光束指向性补偿装置，其特征在于，

所述光束指向性补偿装置的长度满足以下：

h＝y×p

h≤H≤1.3h

其中，h为所述半导体激光阵列的长度，H为所述光束指向性补偿装置的长度。

6.根据权利要求5所述的光束指向性补偿装置，其特征在于，

所述光束指向性补偿装置的材料为石英玻璃。

7.一种光学系统，其特征在于，包括半导体激光阵列和根据权利要求1-6任一项所述的半导体激光阵列的光束指向性补偿装置，

其中，所述光束指向性补偿装置设置在所述半导体激光阵列的出光方向上。

8.根据权利要求7所述的光学系统，其特征在于，

所述光学系统进一步包括沿所述出光方向依次排列的快轴准直镜、光束转换透镜和慢轴准直镜。