[实用新型]用于激光熔覆的空间叠加高功率半导体激光叠阵系统

摘要

本实用新型公开了一种用于激光熔覆的空间叠加高功率半导体激光叠阵系统，属于激光技术领域,其特点是将4路激光叠阵在空间上通过周期性空间耦合镜有效叠加成两组合并起来输出高功率线偏振光以方便加入反馈光隔离系统，激光输出光斑大小和横截面形状可调，可以满足激光熔覆应用需求。

主权项

1.一种用于激光熔覆的空间叠加高功率半导体激光叠阵系统，包括第一半导体激光叠阵组、第二半导体激光叠阵组；第一半导体激光叠阵组包括第一半导体叠阵(1)和第二半导体叠阵(2)；第二半导体叠阵组包括第三半导体叠阵(1′)和第四半导体叠阵(2′)；所述第一半导体叠阵(1)、第二半导体激光叠阵(2)、第三半导体叠阵(1′)和第四半导体叠阵(2′)均由多个半导体激光巴条沿快轴方向叠加而成，且该四个叠阵包含的半导体激光巴条数量相同；其特征在于，还包括第一快轴准直透镜组(3)、第二快轴准直透镜组(4)、第三快轴准直透镜组(3′)、第四快轴准直透镜组(4′)；第一慢轴准直透镜列阵组(5)、第二慢轴准直透镜列阵组(6)、第三慢轴准直透镜列阵组(5′)、第四慢轴准直透镜列阵组(6′)；第一周期性空间耦合镜(7)、第二周期性空间耦合镜(7′)；第一慢轴扩束系统(8)、第二慢轴扩束系统(8′)、积分镜(9)；其中：所述第一快轴准直透镜组(3)、第二快轴准直透镜组(4)、第三快轴准直透镜组(3′)和第四快轴准直透镜组(4′)均由多个准直透镜组成；第一快轴准直透镜组(3)的数量与第一半导体叠阵(1)中半导体激光巴条的数量相同；第二快轴准直透镜组(4)中准直透镜的数量与第二半导体叠阵(2)中半导体激光巴条的数量相同；第三快轴准直透镜组(3′)的数量与第三半导体叠阵(1′)中半导体激光巴条的数量相同；第四快轴准直透镜组(4′)中准直透镜的数量与第四半导体叠阵(2′)中半导体激光巴条的数量相同；第一慢轴准直透镜列阵组(5)、第二慢轴准直透镜列阵组(6)、第三慢轴准直透镜列阵组(5′)和第四慢轴准直透镜列阵组(6′)均由多个准直透镜列阵组成；第一慢轴准直透镜列阵组(5)中准直透镜列阵的数量与第一半导体叠阵(1)中半导体激光巴条的数量相同；第二慢轴准直透镜列阵组(6)中准直透镜列阵的数量与第二半导体叠阵(2)中半导体激光巴条的数量相同；第三慢轴准直透镜列阵组(5′)中准直透镜列阵的数量与第三半导体叠阵(1′)中半导体激光巴条的数量相同；第四慢轴准直透镜列阵组(6′)中准直透镜列阵的数量与第四半导体叠阵(2′)中半导体激光巴条的数量相同；所述第一快轴准直透镜组(3)中的每个准直透镜相对于第一半导体叠阵(1)中对应的半导体激光巴条平行且同心放置，且两者之间的距离为该准直透镜的焦距；第二快轴准直透镜组(4)中的每个准直透镜与第二半导体叠阵(2)中对应的半导体激光巴条平行且同心放置，且两者之间的距离为快轴准直透镜的焦距；第三快轴准直透镜组(3′)中的每个准直透镜相对于第三半导体叠阵(1′)中对应的半导体激光巴条平行且同心放置，且两者之间的距离为该准直透镜的焦距；第四快轴准直透镜组(4′)中的每个准直透镜与第四半导体叠阵(2′)中对应的半导体激光巴条平行且同心放置，且两者之间的距离为快轴准直透镜的焦距；第一慢轴准直透镜列阵组(5)的每个准直透镜列阵相对于第一半导体叠阵(1)中对应的巴条平行且同心放置，且两者之间的距离为该慢轴准直透镜列阵的焦距；第二慢轴准直透镜列阵组(6)的每一个准直透镜列阵相对于第二半导体叠阵(2)中相对应的巴条平行且同心放置，且两者之间的距离为该慢轴准直透镜列阵的焦距；第三慢轴准直透镜列阵组(5′)的每个准直透镜列阵相对于第三半导体叠阵(1′)中对应的巴条平行且同心放置，且两者之间的距离为该慢轴准直透镜列阵的焦距；第四慢轴准直透镜列阵组(6′)的每一个准直透镜列阵相对于第四半导体叠阵(2′)中相对应的巴条平行且同心放置，且两者之间的距离为该慢轴准直透镜列阵的焦距；所述第一半导体叠阵(1)发出的光束依次经第一快轴准直透镜组(3)、第一慢轴准直透镜列阵组(5)在快、慢轴方向上进行准直后成为第一平行光，第一平行光中由每个半导体激光巴条发出的光束的尺寸为二分之一巴条间距；第二半导体叠阵(2)发出的光束依次经第二快轴准直透镜组(4)、第二慢轴准直透镜列阵组(6)在快、慢轴方向进行准直后成为第二平行光，第二平行光中由每个半导体激光巴条发出的光束的尺寸为二分之一巴条间距；第一周期性空间耦合镜(7)所在面与第一平行光、第二平行光的夹角均为45°，第一周期性空间耦合镜(7)全部透过，第二平行光以垂直于第一平行光的方向到达周期性空间耦合镜，经第一周期性空间耦合镜(7)进行45°反射后，与通过第一周期性空间耦合镜(7)的第一平行光同向且相互叠加，叠加光束经第一慢轴扩束系统(8)调整慢轴扩束倍数成为第I组合束平行光束；所述第三半导体叠阵(1′)发出的光束依次经第三快轴准直透镜组(3′)、第三慢轴准直透镜列阵组(5′)在快、慢轴方向上进行准直后成为第三平行光，第三平行光中由每个半导体激光巴条发出的光束的尺寸为二分之一巴条间距；第四半导体叠阵(2′)发出的光束依次经第四快轴准直透镜组(4′)、第四慢轴准直透镜列阵组(6′)在快、慢轴方向进行准直后成为第四平行光，第四平行光中由每个半导体激光巴条发出的光束的尺寸为二分之一巴条间距；第二周期性空间耦合镜(7′)所在面与第三平行光、第四平行光的夹角均为45°，第二周期性空间耦合镜(7′)全部透过，第四平行光以垂直于第三平行光的方向到达周期性空间耦合镜，经第二周期性空间耦合镜(7′)进行45°反射后，与通过第二周期性空间耦合镜(7′)的第三平行光同向且相互叠加，叠加光束经第二慢轴扩束系统(8′)调整慢轴扩束倍数成为第II组合束平行光束；第I组合束平行光束和第II组合束平行光束最后经积分镜(9)合成聚焦成条形光斑输出。