專利名稱：一種透鏡組排列可調(diào)的多路輸出半導(dǎo)體激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種透鏡組排列可調(diào)的多路輸出半導(dǎo)體激光器，屬于激光應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
伴隨著全科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，半導(dǎo)體激光技術(shù)不斷成熟，從而推動(dòng)大功率半導(dǎo) 體激光器在全球的廣泛應(yīng)用。同氣體激光器相比半導(dǎo)體激光器有很多優(yōu)點(diǎn)，光電轉(zhuǎn)換效率 高、體積小、重量輕、冷卻要求相對(duì)較低等，但是半導(dǎo)體激光器也存在一些不足，單路輸出功 率比較低、準(zhǔn)直性相對(duì)較差等。針對(duì)半導(dǎo)體激光器以上兩個(gè)缺點(diǎn)，解決方案是多模塊輸出 來(lái)解決功率小的問(wèn)題；加準(zhǔn)直透鏡的方法來(lái)解決準(zhǔn)直性差的問(wèn)題。由于是多模塊輸出就必 須用多個(gè)準(zhǔn)直透鏡來(lái)對(duì)輸出光束進(jìn)行準(zhǔn)直，這樣就出現(xiàn)了多個(gè)鏡頭的排列。在實(shí)際應(yīng)用中 被照射或者被加熱區(qū)域的形狀等是不同的，如直線形加熱、環(huán)形加熱、圓形加特等，目前的 解決方案都是不同的工作環(huán)境更換不同排列的方式的透鏡組，在降低了工作效率的同時(shí)也 增加了設(shè)備的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種透鏡組排列可調(diào)的多路輸出半導(dǎo)體激光器，由大功率半 導(dǎo)體激光器產(chǎn)生激光，通過(guò)柔性光纖將激光輸送到透鏡組，根據(jù)要求以不同排列形狀將激 光輸出，對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行照射或加熱，以節(jié)約能源。 本發(fā)明提出的透鏡組排列可調(diào)的多路輸出半導(dǎo)體激光器，包括激光源和透鏡組，
透鏡組通過(guò)光纜與激光源相連；所述的透鏡組由多臺(tái)透鏡組成，多臺(tái)透鏡分別安裝在相應(yīng)
的安裝桿上，每根安裝桿上分別設(shè)有電機(jī)、主動(dòng)齒輪和被動(dòng)齒輪，多臺(tái)透鏡中的任意前一臺(tái)
透鏡的安裝桿與相鄰的后一臺(tái)透鏡的安裝桿通過(guò)一根傳動(dòng)桿相互聯(lián)動(dòng)，前一臺(tái)透鏡的安裝
桿與傳動(dòng)桿的前端相互嚙合，傳動(dòng)桿的后端與后一臺(tái)透鏡的安裝桿相對(duì)固定；與安裝桿相
互嚙合的傳動(dòng)桿的前端與被動(dòng)齒輪相對(duì)固定，被動(dòng)齒輪通過(guò)主動(dòng)齒輪與電機(jī)聯(lián)動(dòng)。 本發(fā)明提出的透鏡組排列可調(diào)的多路輸出半導(dǎo)體激光器，其優(yōu)點(diǎn)是可以更有效
的發(fā)揮激光器效率，減小能量浪費(fèi)。更加合理的控制光功率密度。本發(fā)明提出的一種透鏡組
排列可調(diào)的多路輸出半導(dǎo)體激光器，尤其可以用于激光除冰系統(tǒng)中，根據(jù)除冰目標(biāo)物的形
狀，任意改變鏡頭的排列形狀，除冰過(guò)程中激光器使用更加靈活，從而大大提高除冰效率。


圖1是本發(fā)明提出的透鏡組排列可調(diào)的多路輸出半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本發(fā)明激光器中透鏡組的結(jié)構(gòu)。
圖3是透鏡組成線性排列的示意圖。
圖4是透鏡組成矩形排列的示意圖。
圖5是透鏡組成圓形排列的示意圖。
圖1-圖2中，1是激光源，2是光纜，3是透鏡組，4是激光束輸出，5是第一透鏡，6 是第二透鏡，7是第n透鏡，8是傳動(dòng)桿，9是被動(dòng)齒輪，10是主動(dòng)齒輪，11是透鏡安裝桿，12 是電機(jī)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提出的透鏡組排列可調(diào)的多路輸出半導(dǎo)體激光器，其結(jié)構(gòu)如圖l所示，包 括激光源1和透鏡組3，透鏡組3通過(guò)光纜2與激光源1相連。透鏡組3的結(jié)構(gòu)如圖2所 示，透鏡組由多臺(tái)透鏡組成，包括第一透鏡5、第二透鏡6，直至第n透鏡7，多臺(tái)透鏡分別安 裝在相應(yīng)的安裝桿11上，每根安裝桿上分別設(shè)有電機(jī)12、主動(dòng)齒輪10和被動(dòng)齒輪9。多臺(tái) 透鏡中的任意前一臺(tái)透鏡，如圖2中的第一透鏡5的安裝桿11與相鄰的后一臺(tái)透鏡的安裝 桿通過(guò)一根傳動(dòng)桿8相互聯(lián)動(dòng)，前一臺(tái)透鏡的安裝桿11與傳動(dòng)桿8的前端相互嚙合，傳動(dòng) 桿8的后端與后一臺(tái)透鏡(即圖2中的第二透鏡6)的安裝桿相對(duì)固定。與安裝桿相互嚙 合的傳動(dòng)桿8的前端與被動(dòng)齒輪9相對(duì)固定，被動(dòng)齒輪9通過(guò)主動(dòng)齒輪10與電機(jī)12聯(lián)動(dòng)。
本發(fā)明的透鏡組排列可調(diào)的多路輸出半導(dǎo)體激光器中，光纜2與安裝桿11的尾部 相連，電機(jī)12固定在安裝桿11上。透鏡組的排列可依次電機(jī)12、主動(dòng)齒輪10、被動(dòng)齒輪9、 安裝桿11和傳動(dòng)桿8相互聯(lián)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。電機(jī)12的輸入端通過(guò)光纜2與激光器1相連，電 機(jī)6的輸出端與透鏡安裝桿上的主動(dòng)齒輪10相連，主動(dòng)齒輪10與被動(dòng)齒輪9組成傳動(dòng)系 統(tǒng)。當(dāng)電機(jī)12驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪10轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)被動(dòng)齒輪9旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于傳動(dòng)桿8的前端與被 動(dòng)齒輪9相對(duì)固定，被動(dòng)齒輪9的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)傳動(dòng)桿的另一端圍繞安裝桿11轉(zhuǎn)動(dòng)。由于安裝 桿11與第二透鏡6是相對(duì)固定的，因此安裝桿11的轉(zhuǎn)動(dòng)就可以帶動(dòng)與第一透鏡5相鄰的 第二透鏡6也圍繞安裝桿11轉(zhuǎn)動(dòng)。以此類推，任意后一透鏡可以根據(jù)工作需要，圍繞前一 透鏡轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)多臺(tái)透鏡的不同排列。 排列形狀的調(diào)節(jié)過(guò)程如圖2所示，微型電機(jī)12帶動(dòng)主動(dòng)齒輪10轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)齒輪10 帶動(dòng)被動(dòng)齒輪9轉(zhuǎn)動(dòng)，被動(dòng)齒輪9帶動(dòng)傳動(dòng)桿8轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)桿8帶動(dòng)第二透鏡6繞安裝桿11 轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了第一透鏡5與第二透鏡6間相對(duì)位置的改變。任意兩相鄰的透鏡間都可 以通過(guò)控制相應(yīng)微型電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)位置的改變。最終可以使透鏡組形成如圖3所示線 形排列，圖4所示的矩形排列，圖5所示的圓形排列，等等。 所述的微型電機(jī)采用可自鎖式的微調(diào)電機(jī)，可以采用電池供能或激光供能。電機(jī) 的轉(zhuǎn)動(dòng)是通過(guò)位于激光器內(nèi)的控制器來(lái)控制，各個(gè)電機(jī)有獨(dú)立的控制信號(hào)。在控制器端可 以設(shè)定不同電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，從而實(shí)現(xiàn)任意兩透鏡架之間位置都可以獨(dú)立的調(diào)節(jié)，這樣就 保證透鏡組排列形狀的靈活變換。 所述主動(dòng)齒輪10與被動(dòng)齒輪9組成傳動(dòng)系統(tǒng)，主動(dòng)齒輪10通過(guò)被動(dòng)齒輪9帶動(dòng) 傳動(dòng)桿8轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)改變相鄰兩透鏡間相對(duì)位置的改變，最終實(shí)現(xiàn)改變透鏡組的排列 的目的。 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，使用的電機(jī)型號(hào)為深圳萬(wàn)達(dá)電機(jī)制造有限公司 20GP130-107型減速電機(jī)，輸出功率0. 72W。透鏡焦距為40cm，鍍980nm激光增透膜的非球 面透鏡，透光功率為70W。
權(quán)利要求
一種透鏡組排列可調(diào)的多路輸出半導(dǎo)體激光器，其特征在于該激光器包括激光源和透鏡組，透鏡組通過(guò)光纜與激光源相連；所述的透鏡組由多臺(tái)透鏡組成，多臺(tái)透鏡分別安裝在相應(yīng)的安裝桿上，每根安裝桿上分別設(shè)有電機(jī)、主動(dòng)齒輪和被動(dòng)齒輪，多臺(tái)透鏡中的任意前一臺(tái)透鏡的安裝桿與相鄰的后一臺(tái)透鏡的安裝桿通過(guò)一根傳動(dòng)桿相互聯(lián)動(dòng)，前一臺(tái)透鏡的安裝桿與傳動(dòng)桿的前端相互嚙合，傳動(dòng)桿的后端與后一臺(tái)透鏡的安裝桿相對(duì)固定；與安裝桿相互嚙合的傳動(dòng)桿的前端與所述的被動(dòng)齒輪相對(duì)固定，被動(dòng)齒輪通過(guò)所述的主動(dòng)齒輪與所述的電機(jī)聯(lián)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種透鏡組排列可調(diào)的多路輸出半導(dǎo)體激光器，屬于激光應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。包括激光源和透鏡組，透鏡組通過(guò)光纜與激光源相連。透鏡組由多臺(tái)透鏡組成，透鏡安裝在安裝桿上，每根安裝桿上分別設(shè)有電機(jī)、主動(dòng)齒輪和被動(dòng)齒輪，多臺(tái)透鏡中的任意前一臺(tái)透鏡的安裝桿與相鄰的后一臺(tái)透鏡的安裝桿通過(guò)一根傳動(dòng)桿相互聯(lián)動(dòng)，前一臺(tái)透鏡的安裝桿與傳動(dòng)桿的前端相互嚙合，傳動(dòng)桿的后端與后一臺(tái)透鏡的安裝桿相對(duì)固定。與安裝桿相互嚙合的傳動(dòng)桿的前端與被動(dòng)齒輪相對(duì)固定，被動(dòng)齒輪通過(guò)主動(dòng)齒輪與電機(jī)聯(lián)動(dòng)。本激光器可以有效的發(fā)揮激光器效率，減小能量浪費(fèi)。激光除冰系統(tǒng)中，根據(jù)除冰目標(biāo)物的形狀，任意改變鏡頭的排列形狀，提高除冰效率。
文檔編號(hào)H01S5/06GK101777729SQ201010104059
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2010年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者張貴新, 徐曙光, 王鵬, 羅兵, 羅承沐, 趙宇明, 陳 勝, 饒宏, 黎小林 申請(qǐng)人:清華大學(xué);中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)技術(shù)研究中心