專利名稱：二極管激光器光束整形微透鏡陣列的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于對二極管激光器線陣或列陣的光束進行整形的微透鏡陣列，屬于激光技術領域。
背景技術：
二極管激光器具有體積小、重量輕、效率高、工作壽命長及可直接調(diào)制等許多重要特點，但由于一般的二極管激光器的光波導存在較強的非對稱性，其輸出光束的空間分布在垂直于結平面方向(快軸方向)和平行于結平面方向(慢軸方向)出現(xiàn)較大的差別，且具有較大的發(fā)散角，需要進行光束整形才能更廣泛的應用。
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)光單元中心對準微透鏡中心，可達到大大降低二極管激光器光束發(fā)散角的目的，即對光束進行整形。但目前的大多數(shù)單一形狀的微透鏡都只能對二極管激光器在一個方向上進行整形，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光焦度的微透鏡能對二極管激光器在快慢軸上同時壓縮發(fā)散角，但其設計復雜，加工困難，制作效率低，設備安裝誤差大。

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)散角同時壓縮以及能快慢軸發(fā)散角同時壓縮的單塊微透鏡陣列加工上的困難，本實用新型提供一種微透鏡陣列，該陣列在基片的兩個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現(xiàn)將二極管激光器陣列的快慢軸發(fā)光光束同時整形，且設計簡單，制作效率高，設備安裝誤差小。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案參見


圖1～3，二極管激光器光束整形微透鏡陣列，由透光介質(zhì)基片2構成，所述的透光介質(zhì)基片2為長方體，在透光介質(zhì)基片2相對的兩個表面上分別刻寫有相互正交的長微透鏡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。
利用脈沖準分子激光器的冷加工特點，對透光折射材料基片進行刻寫，基片形狀為長方體，厚度在0.2mm～1mm之間。沿基片表面的長的方向刻寫長微透鏡，其軸向長度要大于二極管激光器發(fā)光單元的快軸方向長度的總和，在5mm～15mm之間；沿基片表面的寬的方向刻寫短微透鏡，其軸向長度要大于二極管激光器發(fā)光單元的慢軸方向的長度，其軸向長度在0.1mm～1mm之間。分別在基片的兩個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，只是這兩個方向上的透鏡分別處于同一個基片的兩個相對的平面上。
本實用新型的有益效果是在同一塊微透鏡陣列基片上實現(xiàn)了對二極管激光器陣列的光束在快軸和慢軸方向上的同時整形，而且使用準分子激光器加工效率高，本實用新型在安裝調(diào)節(jié)過程中可以分別調(diào)整微透鏡在兩個方向的對準程度，因此安裝誤差小。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1.本實用新型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.長微透鏡，圖中為單個長微透鏡，4.短微透鏡，圖中為N個短微透鏡。
具體實施方式
結合附圖，下面闡述本使用新型的具體實施例。
微透鏡陣列的制作方法在透光介質(zhì)基片上用準分子激光器進行雙面分別刻寫，采用光束不動，基片移動的方法，首先在基片的一面上刻寫出單個長微透鏡3，然后將基片翻過來，在反面進行刻寫，對準方位后利用編程后的電移平臺可加工出N個短微透鏡4，刻寫時保證N個短微透鏡4的方向與長微透鏡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)光單元沿平行于結平面方向排列的特點，本實用新型微透鏡陣列使用單個長微透鏡3對二極管激光器的快軸發(fā)散角進行壓縮，同時使用N個短微透鏡4對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，因此需要首先對光束的快軸方向進行光束整形，因此微透鏡陣列放置時要使具有單個長微透鏡3的一面面向二極管激光器的發(fā)光單元1，使單個長微透鏡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距離，即可滿足微透鏡對快軸光束的最佳整形；同時將N個短軸透鏡4各自的中軸線與N個發(fā)光單元1各自的豎直中軸線平行，即可滿足對N個發(fā)光單元1的光束在慢軸方向的最佳整形。
權利要求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)構成，其特征在于所述的透光介質(zhì)基片(2)為長方體，在透光介質(zhì)基片(2)相對的兩個表面上分別刻寫有相互正交的長微透鏡(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微透鏡(3)的軸向長度大于二極管激光器發(fā)光單元(1)的快軸方向長度的總和，其軸向長度為5mm～15mm；所述的短微透鏡(4)的軸向長度大于二極管激光器發(fā)光單元(1)的慢軸方向的長度，其軸向長度為0.1mm～1mm。
4.根據(jù)權利要求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、短微透鏡曲率半徑在50um～500um之間，長、短微透鏡槽的寬度在100um～500um之間，長、短透鏡的矢高在20um～100um之間。
專利摘要本實用新型為二極管激光器光束整形微透鏡陣列，屬于激光技術領域。本實用新型由長方體形狀的透光介質(zhì)基片(2)構成，在透光介質(zhì)基片(2)相對的兩個表面上分別刻寫有相互正交的長微透鏡(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。本實用新型在同一塊微透鏡陣列基片上實現(xiàn)了對二極管激光器陣列的光束在快軸和慢軸方向上的同時整形，在安裝調(diào)節(jié)過程中可以分別調(diào)整微透鏡在兩個方向的對準程度，因此安裝誤差小。
文檔編號G02B27/09GK2862070SQ20052012764
公開日2007年1月24日 申請日期2005年9月30日 優(yōu)先權日2005年9月30日
發(fā)明者王智勇, 左鐵釧, 初新俊, 馬春雨, 陳濤 申請人:北京工業(yè)大學