[实用新型]多通道LED合束光源

说明书

本实用新型公开了一种多通道LED合束光源，包括：单色LED，设置有多个；光源准直耦合模块，对应于单色LED设置，每一光源准直耦合模块均包括沿光传输方向依次设置的准直透镜、衰减片和耦合透镜，准直透镜输出的平行光与衰减片相互垂直；光纤分束器，具有输入端和输出端，输入端与耦合透镜分别对应设置；光纤合束头，对应设置在光纤分束器的输出端，用于输出包含全部单色LED光源波长的合束光；其中，单色LED的中心波长为340‑850nm，且每个单色LED的发散角均小于60°，每个准直透镜的数值孔径均大于0.5。本实用新型通过一分多光纤和耦合透镜组合的方式，实现对多个单色LED进行合束的操作，整体无多余的散热结构，可应用于荧光检测、显微镜光源等场景。

技术领域

本实用新型涉及LED照明技术领域，尤其是涉及一种多通道LED合束光源。

背景技术

现有各类仪器常用的光源主要为白光LED、单色LED以及卤素灯，以上光源在单独使用时存在如下弊端：白光LED在可见光范围不同波长强度分布不均匀，近紫外/近红外波长光强偏弱；单色LED工作波长范围较窄，单个LED不适用于工作波长范围需求宽的场景；卤素灯在可见光范围不同波长强度分布也不均匀且其寿命较短，生成热量较多，需搭建专门的散热结构进行散热。因此，对于工作波长范围需求宽的场景，常常将不同单色LED进行合束，搭建出满足需求的光源系统。

二向色镜具有滤光、分束、合束等功能，单个二向色镜能够将两个不同波长的单色LED发出的沿互相垂直方向传输的光束汇聚到一起，使其沿相同方向传输；当使用2-3个不同规格的二向色镜，并将其和LED按一定顺序固定时，可实现3-4种单色LED的合束。很显然，进行多色合束时需要使用多个二向色镜，成本过高；其次，采用该方案搭建时LED需要根据波长大小按顺序固定，因此存在长波或短波LED传输损耗大，LED合束光源均一性差的问题；再次，目前市面上的二向色镜透过率/反射率普遍在80%-90%，当使用多个二向色镜时光损失较大，因此该方案可合束LED数量有限。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种寿命长、波长范围广、均一性好、成本低的多通道LED合束光源，具体可采取如下技术方案：

本实用新型所述的多通道LED合束光源，包括

单色LED，设置有多个；

光源准直耦合模块，对应于所述单色LED设置，每一所述光源准直耦合模块均包括沿光传输方向依次设置的准直透镜、衰减片和耦合透镜，所述准直透镜输出的平行光与所述衰减片相互垂直；

光纤分束器，具有输入端和输出端，所述输入端与所述耦合透镜分别对应设置；

光纤合束头，对应设置在所述光纤分束器的输出端，用于输出包含全部单色LED光源波长的合束光；

其中，单色LED的中心波长为340-850nm，且每个单色LED的发散角均小于60°，每个所述准直透镜的数值孔径均大于0.5，用以避免准直过程中的能量损失。

上述单色LED均以一定角度发散传输，分别经过对应的光源准直耦合模块，其中，准直透镜将发散的LED光束准直成平行光束，垂直经过衰减片后到达耦合透镜，耦合透镜再将平行光束汇聚并耦合到光纤分束器，光纤分束器将接收到的LED光束汇聚到光纤合束头，形成包含全部单色LED光源波长的合束光。

优选地，所述单色LED为六个，其中心波长分别为340nm、405nm、575nm、660nm、800nm以及850nm，且与中心波长为575nm、660nm的单色LED对应设置的所述衰减片为50%衰减片。

优选地，所述耦合透镜的数值孔径小于光纤分束器中光纤束的数值孔径，用于避免耦合过程中的能量损失。

为了保持较高的传输效率，所述准直透镜、衰减片、耦合透镜、以及光纤分束器和光纤合束头的光纤束均由熔融石英制得。