專利名稱：一種透鏡組排列可調的多路輸出半導體激光器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種透鏡組排列可調的多路輸出半導體激光器，屬于激光應用技術領域。
背景技術：
伴隨著全科學技術的快速發展，半導體激光技術不斷成熟，從而推動大功率半導 體激光器在全球的廣泛應用。同氣體激光器相比半導體激光器有很多優點，光電轉換效率 高、體積小、重量輕、冷卻要求相對較低等，但是半導體激光器也存在一些不足，單路輸出功 率比較低、準直性相對較差等。針對半導體激光器以上兩個缺點，解決方案是多模塊輸出 來解決功率小的問題；加準直透鏡的方法來解決準直性差的問題。由于是多模塊輸出就必 須用多個準直透鏡來對輸出光束進行準直，這樣就出現了多個鏡頭的排列。在實際應用中 被照射或者被加熱區域的形狀等是不同的，如直線形加熱、環形加熱、圓形加特等，目前的 解決方案都是不同的工作環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也 增加了設備的成本。
發明內容
本發明的目的是提出一種透鏡組排列可調的多路輸出半導體激光器，由大功率半 導體激光器產生激光，通過柔性光纖將激光輸送到透鏡組，根據要求以不同排列形狀將激 光輸出，對目標物進行照射或加熱，以節約能源。 本發明提出的透鏡組排列可調的多路輸出半導體激光器，包括激光源和透鏡組，
透鏡組通過光纜與激光源相連；所述的透鏡組由多臺透鏡組成，多臺透鏡分別安裝在相應
的安裝桿上，每根安裝桿上分別設有電機、主動齒輪和被動齒輪，多臺透鏡中的任意前一臺
透鏡的安裝桿與相鄰的后一臺透鏡的安裝桿通過一根傳動桿相互聯動，前一臺透鏡的安裝
桿與傳動桿的前端相互嚙合，傳動桿的后端與后一臺透鏡的安裝桿相對固定；與安裝桿相
互嚙合的傳動桿的前端與被動齒輪相對固定，被動齒輪通過主動齒輪與電機聯動。 本發明提出的透鏡組排列可調的多路輸出半導體激光器，其優點是可以更有效
的發揮激光器效率，減小能量浪費。更加合理的控制光功率密度。本發明提出的一種透鏡組
排列可調的多路輸出半導體激光器，尤其可以用于激光除冰系統中，根據除冰目標物的形
狀，任意改變鏡頭的排列形狀，除冰過程中激光器使用更加靈活，從而大大提高除冰效率。
圖1是本發明提出的透鏡組排列可調的多路輸出半導體激光器的結構框圖。
圖2是本發明激光器中透鏡組的結構。
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是傳動桿，9是被動齒輪，10是主動齒輪，11是透鏡安裝桿，12 是電機。
具體實施例方式
本發明提出的透鏡組排列可調的多路輸出半導體激光器，其結構如圖l所示，包 括激光源1和透鏡組3，透鏡組3通過光纜2與激光源1相連。透鏡組3的結構如圖2所 示，透鏡組由多臺透鏡組成，包括第一透鏡5、第二透鏡6，直至第n透鏡7，多臺透鏡分別安 裝在相應的安裝桿11上，每根安裝桿上分別設有電機12、主動齒輪10和被動齒輪9。多臺 透鏡中的任意前一臺透鏡，如圖2中的第一透鏡5的安裝桿11與相鄰的后一臺透鏡的安裝 桿通過一根傳動桿8相互聯動，前一臺透鏡的安裝桿11與傳動桿8的前端相互嚙合，傳動 桿8的后端與后一臺透鏡(即圖2中的第二透鏡6)的安裝桿相對固定。與安裝桿相互嚙 合的傳動桿8的前端與被動齒輪9相對固定，被動齒輪9通過主動齒輪10與電機12聯動。
本發明的透鏡組排列可調的多路輸出半導體激光器中，光纜2與安裝桿11的尾部 相連，電機12固定在安裝桿11上。透鏡組的排列可依次電機12、主動齒輪10、被動齒輪9、 安裝桿11和傳動桿8相互聯動來實現。電機12的輸入端通過光纜2與激光器1相連，電 機6的輸出端與透鏡安裝桿上的主動齒輪10相連，主動齒輪10與被動齒輪9組成傳動系 統。當電機12驅動主動齒輪10轉動而帶動被動齒輪9旋轉時，由于傳動桿8的前端與被 動齒輪9相對固定，被動齒輪9的旋轉帶動傳動桿的另一端圍繞安裝桿11轉動。由于安裝 桿11與第二透鏡6是相對固定的，因此安裝桿11的轉動就可以帶動與第一透鏡5相鄰的 第二透鏡6也圍繞安裝桿11轉動。以此類推，任意后一透鏡可以根據工作需要，圍繞前一 透鏡轉動，從而實現多臺透鏡的不同排列。 排列形狀的調節過程如圖2所示，微型電機12帶動主動齒輪10轉動，主動齒輪10 帶動被動齒輪9轉動，被動齒輪9帶動傳動桿8轉動，傳動桿8帶動第二透鏡6繞安裝桿11 轉動，從而實現了第一透鏡5與第二透鏡6間相對位置的改變。任意兩相鄰的透鏡間都可 以通過控制相應微型電機的轉動來實現位置的改變。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。 所述的微型電機采用可自鎖式的微調電機，可以采用電池供能或激光供能。電機 的轉動是通過位于激光器內的控制器來控制，各個電機有獨立的控制信號。在控制器端可 以設定不同電機的轉動角度，從而實現任意兩透鏡架之間位置都可以獨立的調節，這樣就 保證透鏡組排列形狀的靈活變換。 所述主動齒輪10與被動齒輪9組成傳動系統，主動齒輪10通過被動齒輪9帶動 傳動桿8轉動，從而實現改變相鄰兩透鏡間相對位置的改變，最終實現改變透鏡組的排列 的目的。 本發明的一個實施例中，使用的電機型號為深圳萬達電機制造有限公司 20GP130-107型減速電機，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。
權利要求
一種透鏡組排列可調的多路輸出半導體激光器，其特征在于該激光器包括激光源和透鏡組，透鏡組通過光纜與激光源相連；所述的透鏡組由多臺透鏡組成，多臺透鏡分別安裝在相應的安裝桿上，每根安裝桿上分別設有電機、主動齒輪和被動齒輪，多臺透鏡中的任意前一臺透鏡的安裝桿與相鄰的后一臺透鏡的安裝桿通過一根傳動桿相互聯動，前一臺透鏡的安裝桿與傳動桿的前端相互嚙合，傳動桿的后端與后一臺透鏡的安裝桿相對固定；與安裝桿相互嚙合的傳動桿的前端與所述的被動齒輪相對固定，被動齒輪通過所述的主動齒輪與所述的電機聯動。
全文摘要
本發明涉及一種透鏡組排列可調的多路輸出半導體激光器，屬于激光應用技術領域。包括激光源和透鏡組，透鏡組通過光纜與激光源相連。透鏡組由多臺透鏡組成，透鏡安裝在安裝桿上，每根安裝桿上分別設有電機、主動齒輪和被動齒輪，多臺透鏡中的任意前一臺透鏡的安裝桿與相鄰的后一臺透鏡的安裝桿通過一根傳動桿相互聯動，前一臺透鏡的安裝桿與傳動桿的前端相互嚙合，傳動桿的后端與后一臺透鏡的安裝桿相對固定。與安裝桿相互嚙合的傳動桿的前端與被動齒輪相對固定，被動齒輪通過主動齒輪與電機聯動。本激光器可以有效的發揮激光器效率，減小能量浪費。激光除冰系統中，根據除冰目標物的形狀，任意改變鏡頭的排列形狀，提高除冰效率。
文檔編號H01S5/06GK101777729SQ201010104059
公開日2010年7月14日 申請日期2010年1月29日 優先權日2010年1月29日
發明者張貴新, 徐曙光, 王鵬, 羅兵, 羅承沐, 趙宇明, 陳 勝, 饒宏, 黎小林 申請人:清華大學;中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心