專利名稱：二極管激光器光束整形微透鏡陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)二極管激光器線陣或列陣的光束進(jìn)行整形的微透鏡陣列，屬于激光技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
二極管激光器具有體積小、重量輕、效率高、工作壽命長(zhǎng)及可直接調(diào)制等許多重要特點(diǎn)，但由于一般的二極管激光器的光波導(dǎo)存在較強(qiáng)的非對(duì)稱性，其輸出光束的空間分布在垂直于結(jié)平面方向(快軸方向)和平行于結(jié)平面方向(慢軸方向)出現(xiàn)較大的差別，且具有較大的發(fā)散角，需要進(jìn)行光束整形才能更廣泛的應(yīng)用。
目前的整形微透鏡是在透光介質(zhì)上形成的帶有一定曲率的微小突起，或是在光纖前端熔融或精磨而成的帶有圓曲面的微小透鏡，只要將二極管激光器的發(fā)光單元中心對(duì)準(zhǔn)微透鏡中心，可達(dá)到大大降低二極管激光器光束發(fā)散角的目的，即對(duì)光束進(jìn)行整形。但目前的大多數(shù)單一形狀的微透鏡都只能對(duì)二極管激光器在一個(gè)方向上進(jìn)行整形，即只能壓縮快軸發(fā)散角或只能壓縮慢軸發(fā)散角。目前雖然有具有兩個(gè)光焦度的微透鏡能對(duì)二極管激光器在快慢軸上同時(shí)壓縮發(fā)散角，但其設(shè)計(jì)復(fù)雜，加工困難，制作效率低，設(shè)備安裝誤差大。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服目前微透鏡陣列在一塊陣列上難以將二極管激光器的快慢軸發(fā)散角同時(shí)壓縮以及能快慢軸發(fā)散角同時(shí)壓縮的單塊微透鏡陣列加工上的困難，本發(fā)明提供一種微透鏡陣列，該陣列在基片的兩個(gè)表面分別加工成形兩種互相正交的微透鏡，可以在一塊陣列上實(shí)現(xiàn)將二極管激光器陣列的快慢軸發(fā)光光束同時(shí)整形，且設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，制作效率高，設(shè)備安裝誤差小。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案參見圖1～3，利用脈沖準(zhǔn)分子激光器的冷加工特點(diǎn)，對(duì)透光折射材料基片進(jìn)行刻寫，基片形狀為長(zhǎng)方體，厚度在0.2mm～1mm之間。沿基片表面的長(zhǎng)的方向刻寫長(zhǎng)微透鏡，其軸向長(zhǎng)度要大于二極管激光器發(fā)光單元的快軸方向長(zhǎng)度的總和，在5mm～15mm之間；沿基片表面的寬的方向刻寫短微透鏡，其軸向長(zhǎng)度要大于二極管激光器發(fā)光單元的慢軸方向的長(zhǎng)度，其軸向長(zhǎng)度在0.1mm～1mm之間。分別在基片的兩個(gè)表面刻寫出正交的具有不同曲率的微小透鏡槽，微透鏡曲率半徑在50um～500um之間，透鏡槽的寬度在100um～500um之間，透鏡的矢高在20um～100um之間。兩個(gè)方向的微透鏡分別作為壓縮二極管激光器快軸和慢軸發(fā)散角的透鏡，只是這兩個(gè)方向上的透鏡分別處于同一個(gè)基片的兩個(gè)相對(duì)的平面上。
本發(fā)明的有益效果是在同一塊微透鏡陣列基片上實(shí)現(xiàn)了對(duì)二極管激光器陣列的光束在快軸和慢軸方向上的同時(shí)整形，而且使用準(zhǔn)分子激光器加工效率高，本發(fā)明在安裝調(diào)節(jié)過程中可以分別調(diào)整微透鏡在兩個(gè)方向的對(duì)準(zhǔn)程度，因此安裝誤差小。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1.本發(fā)明二極管激光器光束整形微透鏡陣列立體圖；圖2.微透鏡陣列側(cè)視圖；圖3.微透鏡陣列俯視圖；圖中，1.二極管激光器發(fā)光單元，2.透光介質(zhì)基片，3.長(zhǎng)微透鏡，圖中為單個(gè)長(zhǎng)微透鏡，4.短微透鏡，圖中為N個(gè)短微透鏡。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖，下面闡述本使用新型的具體實(shí)施例。
微透鏡陣列的制作方法在透光介質(zhì)基片上用準(zhǔn)分子激光器進(jìn)行雙面分別刻寫，采用光束不動(dòng)，基片移動(dòng)的方法，首先在基片的一面上刻寫出單個(gè)長(zhǎng)微透鏡3，然后將基片翻過來，在反面進(jìn)行刻寫，對(duì)準(zhǔn)方位后利用編程后的電移平臺(tái)可加工出N個(gè)短微透鏡4，刻寫時(shí)保證N個(gè)短微透鏡4的方向與長(zhǎng)微透鏡3的方向正交。其中數(shù)量N表示二極管激光器發(fā)光單元的個(gè)數(shù)。
基于現(xiàn)有二極管激光器陣列的發(fā)光單元沿平行于結(jié)平面方向排列的特點(diǎn)，本發(fā)明微透鏡陣列使用單個(gè)長(zhǎng)微透鏡3對(duì)二極管激光器的快軸發(fā)散角進(jìn)行壓縮，同時(shí)使用N個(gè)短微透鏡4對(duì)二極管激光器的慢軸發(fā)散角壓縮。由于二極管激光器的光束在快軸方向上發(fā)散很快，因此需要首先對(duì)光束的快軸方向進(jìn)行光束整形，因此微透鏡陣列放置時(shí)要使具有單個(gè)長(zhǎng)微透鏡3的一面面向二極管激光器的發(fā)光單元1，使單個(gè)長(zhǎng)微透鏡3的中軸線與二極管激光器的發(fā)光單元1水平方向中軸線平行并調(diào)整微透鏡陣列與二極管激光器之間的相對(duì)距離，即可滿足微透鏡對(duì)快軸光束的最佳整形；同時(shí)將N個(gè)短軸透鏡4各自的中軸線與N個(gè)發(fā)光單元1各自的豎直中軸線平行，即可滿足對(duì)N個(gè)發(fā)光單元1的光束在慢軸方向的最佳整形。
權(quán)利要求
1.二極管激光器光束整形微透鏡陣列，由透光介質(zhì)基片(2)構(gòu)成，其特征在于所述的透光介質(zhì)基片(2)為長(zhǎng)方體，在透光介質(zhì)基片(2)相對(duì)的兩個(gè)表面上分別刻寫有相互正交的長(zhǎng)微透鏡(3)和短微透鏡(4)，作為壓縮二極管激光器快軸光束的長(zhǎng)微透鏡(3)的中軸線與二極管激光器的快軸方向平行，作為壓縮二極管激光器慢軸光束的短微透鏡(4)的中軸線與二極管激光器的慢軸方向平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二極管激光器光束整形微透鏡陣列，其特征在于所述的透光介質(zhì)基片(2)的厚度在0.2mm～1mm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二極管激光器光束整形微透鏡陣列，其特征在于所述的長(zhǎng)微透鏡(3)的軸向長(zhǎng)度大于二極管激光器發(fā)光單元(1)的快軸方向長(zhǎng)度的總和，其軸向長(zhǎng)度為5mm～15mm；所述的短微透鏡(4)的軸向長(zhǎng)度大于二極管激光器發(fā)光單元(1)的慢軸方向的長(zhǎng)度，其軸向長(zhǎng)度為0.1mm～1mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二極管激光器光束整形微透鏡陣列，其特征在于所述的長(zhǎng)、短微透鏡曲率半徑在50um～500um之間，長(zhǎng)、短微透鏡槽的寬度在100um～500um之間，長(zhǎng)、短透鏡的矢高在20um～100um之間。
全文摘要
本發(fā)明為二極管激光器光束整形微透鏡陣列，屬于激光技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明由長(zhǎng)方體形狀的透光介質(zhì)基片(2)構(gòu)成，在透光介質(zhì)基片(2)相對(duì)的兩個(gè)表面上分別刻寫有相互正交的長(zhǎng)微透鏡(3)和短微透鏡(4)，作為壓縮二極管激光器快軸光束的長(zhǎng)微透鏡(3)的中軸線與二極管激光器的快軸方向平行，作為壓縮二極管激光器慢軸光束的短微透鏡(4)的中軸線與二極管激光器的慢軸方向平行。本發(fā)明在同一塊微透鏡陣列基片上實(shí)現(xiàn)了對(duì)二極管激光器陣列的光束在快軸和慢軸方向上的同時(shí)整形，在安裝調(diào)節(jié)過程中可以分別調(diào)整微透鏡在兩個(gè)方向的對(duì)準(zhǔn)程度，因此安裝誤差小。
文檔編號(hào)G02F1/35GK1744395SQ20051010568
公開日2006年3月8日 申請(qǐng)日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者王智勇, 左鐵釧, 初新俊, 馬春雨, 陳濤 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)