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基于多叠阵的光束整形结构

阅读：343发布：2023-12-18

专利汇可以提供基于多叠阵的光束整形结构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种基于多叠阵的光束整形结构，包括：多个水平间隔设置的多叠阵结构，每个多叠阵结构包含至少n个沿着竖直方向错位放置的半导体激光器叠阵，n≥2，每个半导体激光器叠阵包含若干个沿慢轴方向排列的激光巴条；自偏振合束棱镜，设置于每个多叠阵结构的输出光路上，用于将所述半导体激光器叠阵的输出光束进行偏振合束后得到一次输出光束，所述一次输出光束在慢轴方向的光斑宽度减小为所述半导体激光器叠阵的输出光束宽度的一半；以及整形镜片组，实现快轴方向的光束重排。该光束整形结构使得慢轴方向光束质量变为原来一半，快轴方向光束质量不变，与传统方法相比，具有设计简单，结构紧凑、调节方便、成本低廉等优点。，下面是基于多叠阵的光束整形结构专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于多叠阵的光束整形结构，其特征在于，包括：
多个水平间隔设置的多叠阵结构，每个多叠阵结构包含n个沿着竖直方向错位放置的半导体激光器叠阵，n≥2，每个半导体激光器叠阵包含若干个沿慢轴方向排列的激光巴条；
自偏振合束棱镜，设置于每个多叠阵结构的输出光路上，用于将所述半导体激光器叠阵的输出光束进行偏振合束后得到一次输出光束，所述n个半导体激光器叠阵的输出光束的一半垂直于所述自偏振合束棱镜透射，其余一半经过偏振以及反射之后与所述一半的透射光束重合后形成一次输出光束，所述一次输出光束在慢轴方向的光斑宽度减小为所述半导体激光器叠阵的输出光束宽度的一半；以及
整形镜片组，设置于自偏振合束棱镜的输出光路上，用于透射其中一个半导体激光器叠阵的一次输出光束，以所述其中一个半导体激光器叠阵的一次输出光束作为基准光束，其余n-1个半导体激光器叠阵的一次输出光束沿快轴方向进行不同程度的偏移，填充基准光束的发光死区，实现快轴方向的光束重排。
2.根据权利要求1所述的光束整形结构，其特征在于，所述自偏振合束棱镜包括：半波片、斜方棱镜和直角棱镜，其中斜方棱镜的相邻的两个侧面中的一个侧面上设置有半波片，另一个侧面与直角棱镜的斜边所在侧面贴合。
3.根据权利要求2所述的光束整形结构，其特征在于，
基于线偏振特性，所述n个半导体激光器叠阵的输出光束的一半垂直穿过所述直角棱镜的直角边、斜边以及所述斜方棱镜透射；
所述n个半导体激光器叠阵的输出光束的其余一半先经过半波片使得偏振态旋转90°后在所述斜方棱镜内发生反射后与所述一半的透射光束重合后形成一次输出光束。
4.根据权利要求2所述的光束整形结构，其特征在于，
所述直角棱镜的斜边所在侧面上镀有偏振分光膜，其余面上镀有增透膜；
所述斜方棱镜各个面上镀有增透膜。
5.根据权利要求1所述的光束整形结构，其特征在于，所述整形镜片组包括多对棱镜组，每对棱镜组包含斜方棱镜与平行平板。
6.根据权利要求5所述的光束整形结构，其特征在于，
所述平行平板用于透射所述其中一个半导体激光器叠阵的一次输出光束；
所述其余n-1个半导体激光器叠阵的一次输出光束垂直于所述斜方棱镜的其中一边入射，对应该边为入射边，经过斜方棱镜发生全反射后沿着该入射边的对边输出的光束相较于同一光路上输入的一次输出光束沿快轴方向发生偏移。
7.根据权利要求5或6所述的光束整形结构，其特征在于，当多叠阵结构包含3个或大于
3个沿着竖直方向错位放置的半导体激光器叠阵时，对应每对棱镜组中，斜方棱镜个数大于
1个，每对棱镜组中不同斜方棱镜对应的入射边与该入射边的对边之间的距离可调，借以使所述其余n-1个半导体激光器叠阵产生相应的偏移。
8.根据权利要求5所述的光束整形结构，其特征在于，每对棱镜组的斜方棱镜与平行平板均镀有增透膜。
9.根据权利要求1所述的光束整形结构，其特征在于，每个双叠阵结构中，沿着竖直方向错位放置的各个所述半导体激光叠阵出射的光束互不干扰。
10.根据权利要求1所述的光束整形结构，其特征在于，所述n个沿着竖直方向错位放置的半导体激光器叠阵中，相邻两个半导体激光器叠阵之间错位的高度差相等，大小等于每个半导体激光器叠阵中相邻激光巴条间距的n分之一。

说明书全文

基于多叠阵的光束整形结构

技术领域

[0001] 本公开属于半导体激光器技术领域，涉及一种基于多叠阵的光束整形结构。

背景技术

[0002] 高功率半导体激光器具有电光转换效率高、使用寿命长、体积小以及可靠性高等优点。这些优点使半导体激光器在光通信、光信息存取、激光印刷、泵浦固体及光纤激光器、激光武器以及生物与医学等领域得到非常广泛的应用。但是由于其波导结构及芯片封装等因素的限制，使得半导体激光器的快慢轴方向光束质量相差较大，具体表现为快轴方向光束质量接近衍射极限，慢轴方向光束质量是衍射极限的几百倍，从而限制了高功率半导体激光器的进一步应用。因此，改善半导体激光器的光束质量是决定大功率半导体激光器能否获得进一步应用的关键，它直接关系到激光光束可聚焦光斑的大小及亮度、激光器与光纤的耦合效率。

[0003] 目前改善半导体激光的光束质量主要通过光束整形技术来匀化快慢轴方向的光束质量。光束整形技术的实质是通过光学元件将光束在慢轴方向分割成N段，使分割后的光束在快轴方向上产生等量的位移，再将这N段在快轴方向上进行重排，补偿慢轴方向的位移，最终实现匀化快慢轴光束质量的目的。但是，目前用于光束整形的光学元件仍存在结构复杂、组装操作麻烦、调节不方便等问题。发明内容

[0004] (一)要解决的技术问题

[0005] 本公开提供了一种基于多叠阵的光束整形结构，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

[0006] (二)技术方案

[0007] 根据本公开的一个方面，提供了一种基于多叠阵的光束整形结构，包括：多个水平间隔设置的多叠阵结构，每个多叠阵结构包含n个沿着竖直方向错位放置的半导体激光器叠阵，n≥2，每个半导体激光器叠阵包含若干个沿慢轴方向排列的激光巴条；自偏振合束棱镜，设置于每个多叠阵结构的输出光路上，用于将所述半导体激光器叠阵的输出光束进行偏振合束后得到一次输出光束，所述n个半导体激光器叠阵的输出光束的一半垂直于所述自偏振合束棱镜透射，其余一半经过偏振以及反射之后与所述一半的透射光束重合后形成一次输出光束，所述一次输出光束在慢轴方向的光斑宽度减小为所述半导体激光器叠阵的输出光束宽度的一半；以及整形镜片组，设置于自偏振合束棱镜的输出光路上，用于透射其中一个半导体激光器叠阵的一次输出光束，以所述其中一个半导体激光器叠阵的一次输出光束作为基准光束，其余n-1个半导体激光器叠阵的一次输出光束沿快轴方向进行不同程度的偏移，填充基准光束的发光死区，实现快轴方向的光束重排。

[0008] 在本公开的一实施例中，所述自偏振合束棱镜包括：半波片、斜方棱镜和直角棱镜，其中斜方棱镜的相邻的两个侧面中的一个侧面上设置有半波片，另一个侧面与直角棱镜的斜边所在侧面贴合。

[0009] 在本公开的一实施例中，基于线偏振特性，所述n个半导体激光器叠阵的输出光束的一半垂直穿过所述直角棱镜的直角边、斜边以及所述斜方棱镜透射；所述n个半导体激光器叠阵的输出光束的其余一半先经过半波片使得偏振态旋转90°后在所述斜方棱镜内发生反射后与所述一半的透射光束重合后形成一次输出光束。

[0010] 在本公开的一实施例中，所述直角棱镜的斜边所在侧面上镀有偏振分光膜，其余面上镀有增透膜；所述斜方棱镜各个面上镀有增透膜。

[0011] 在本公开的一实施例中，所述整形镜片组包括多对棱镜组，每对棱镜组包含斜方棱镜与平行平板。

[0012] 在本公开的一实施例中，所述平行平板用于透射所述其中一个半导体激光器叠阵的一次输出光束；所述其余n-1个半导体激光器叠阵的一次输出光束垂直于所述斜方棱镜的其中一边入射，对应该边为入射边，经过斜方棱镜发生全反射后沿着该入射边的对边输出的光束相较于同一光路上输入的一次输出光束沿快轴方向发生偏移。

[0013] 在本公开的一实施例中，当多叠阵结构包含3个或大于3个沿着竖直方向错位放置的半导体激光器叠阵时，对应每对棱镜组中，斜方棱镜个数大于1个，每对棱镜组中不同斜方棱镜对应的入射边与该入射边的对边之间的距离可调，借以使n-1个半导体激光器叠阵产生相应的偏移。

[0014] 在本公开的一实施例中，每对棱镜组的斜方棱镜与平行平板均镀有增透膜。

[0015] 在本公开的一实施例中，每个双叠阵结构中，沿着竖直方向错位放置的各个所述半导体激光叠阵出射的光束互不干扰。

[0016] 在本公开的一实施例中，所述n个沿着竖直方向错位放置的半导体激光器叠阵中，相邻两个半导体激光器叠阵之间错位的高度差相等，大小等于每个半导体激光器叠阵中相邻激光巴条间距的n分之一。

[0017] (三)有益效果

[0018] 从上述技术方案可以看出，本公开提供的基于多叠阵的光束整形结构，具有以下有益效果：

[0019] 基于多叠阵结构、自偏振合束棱镜以及整形镜片组的设置，使得所述一次输出光束在慢轴方向的光斑宽度减小为所述半导体激光器叠阵的输出光束宽度的一半，将其中一个半导体激光器叠阵的一次输出光束作为基准光束(光路直接透射)，其余n-1个半导体激光器叠阵的一次输出光束沿快轴方向进行不同程度的偏移，填充基准光束的发光死区，实现快轴方向的光束重排，即慢轴方向光束质量(慢轴方向的光斑宽度)变为原来一半，快轴方向光束质量不变，与传统方法相比，具有设计简单，结构紧凑、调节方便、成本低廉等优点。附图说明

[0020] 图1为根据本公开一实施例所示的基于叠阵的光束整形结构的结构示意图。

[0021] 图2为根据本公开一实施例所示的自偏振合束棱镜的结构示意图。

[0022] 图3为根据本公开一实施例所示的半导体激光器叠阵的输出光束经过自偏振合束棱镜的传播路径示意图。

[0023] 图4为根据本公开一实施例所示的整形镜片组的结构示意图。

[0024] 图5为根据本公开一实施例所示的经过自偏振合束棱镜后的一次输出光束再经过整形镜片组传输得到二次输出光束的示意图。

[0025] 图6为根据本公开另一实施例所示的整形镜片组的结构示意图。

[0026] 图7为根据本公开另一实施例所示的一次输出光束经过整形镜片组传输得到二次输出光束的示意图。

[0027] 图8为根据本公开一实施例所示的(a)半导体激光器叠阵的输出光束经过自偏振合束棱镜后输出的(b)一次输出光束，再经过整形镜片组后的(c)二次输出光束的变化示意图。

[0028] 图9为根据本公开一实施例所示的半导体激光器叠阵之间错位的尺寸示意图。

[0029] 【符号说明】

[0030] 1-多叠阵结构；

[0031] 2-自偏振合束棱镜；

[0032] 21-半波片； 22-斜方棱镜；

[0033] 23-直角棱镜；

[0034] 231-直角棱镜的斜边，同时为直角棱镜与斜方棱镜的重合边；

[0035] 3-整形镜片组；

[0036] 31-斜方棱镜； 32-平行平板；

[0037] 311-第一斜方棱镜； 312-第二斜方棱镜；

[0038] 40-半导体激光器叠阵的输出光束；

[0039] 41-第一输出光束； 42-第二输出光束；

[0040] 43，50，50a，50b-一次输出光束； 60-二次输出光束。

具体实施方式

[0041] 本公开提供了一种基于多叠阵的光束整形结构，基于多叠阵结构、自偏振合束棱镜以及整形镜片组的设置，使得慢轴方向光束质量(慢轴方向的光斑宽度)变为原来一半，快轴方向光束质量不变，由于一般情况下，叠阵的慢轴光束质量比快轴的光束质量差，经过光束整形后，慢轴的光束质量得到了改善，缩小了快慢轴光束质量差，有利于达到匀化快慢轴光束质量的目的。与传统方法相比，具有设计简单，结构紧凑、调节方便、成本低廉等优点。

[0042] 为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

[0043] 本公开的基于多叠阵的光束整形结构，包括：多个水平间隔设置的多叠阵结构，每个多叠阵结构包含n个沿着竖直方向错位放置的半导体激光器叠阵，n≥2，每个半导体激光器叠阵包含若干个沿慢轴方向排列的激光巴条；自偏振合束棱镜，设置于每个多叠阵结构的输出光路上，用于将所述半导体激光器叠阵的输出光束进行偏振合束后得到一次输出光束，所述n个半导体激光器叠阵的输出光束的一半垂直于所述自偏振合束棱镜透射，其余一半经过偏振以及反射之后与所述一半的透射光束重合后形成一次输出光束，所述一次输出光束在慢轴方向的光斑宽度减小为所述半导体激光器叠阵的输出光束宽度的一半；以及整形镜片组，设置于自偏振合束棱镜的输出光路上，用于透射其中一个半导体激光器叠阵的一次输出光束，以所述其中一个半导体激光器叠阵的一次输出光束作为基准光束，其余n-1个半导体激光器叠阵的一次输出光束沿快轴方向进行不同程度的偏移，填充基准光束的发光死区，实现快轴方向的光束重排。

[0044] 本公开的实施例中，所述整形镜片组包括多对棱镜组，每对棱镜组包含斜方棱镜与平行平板。

[0045] 在本公开的实施例中，所述平行平板用于透射所述其中一个半导体激光器叠阵的一次输出光束；所述其余n-1个半导体激光器叠阵的一次输出光束垂直于所述斜方棱镜的其中一边入射，对应该边为入射边，经过斜方棱镜发生全反射后沿着该入射边的对边输出的光束相较于同一光路上输入的一次输出光束沿快轴方向发生偏移。

[0046] 在本公开的实施例中，当多叠阵结构包含3个或大于3个沿着竖直方向错位放置的半导体激光器叠阵时，对应每对棱镜组中，斜方棱镜个数大于1个，每对棱镜组中不同斜方棱镜对应的入射边与该入射边的对边之间的距离可调，借以使n-1个半导体激光器叠阵产生相应的偏移。

[0047] 在本公开的第一个示例性实施例中，提供了一种基于多叠阵的光束整形结构。本实施例中，将位于最低高度的半导体激光器叠阵的一次输出光束作为基准光束，在其它实施例中，可以选用其它高度位置的半导体激光器叠阵的一次输出光束作为基准光束，比如中间某个高度或者最高高度的半导体激光器叠阵的一次输出光束，对应只需要改变相应的光路设置即可。

[0048] 图1为根据本公开一实施例所示的基于叠阵的光束整形结构的结构示意图。图3为根据本公开一实施例所示的半导体激光器叠阵的输出光束经过自偏振合束棱镜的传播路径示意图。图5为根据本公开一实施例所示的经过自偏振合束棱镜后的一次输出光束再经过整形镜片组传输得到二次输出光束的示意图。

[0049] 参照图1、图3和图5所示，本实施例的基于多叠阵的光束整形结构，包括：多个水平间隔设置的多叠阵结构1，每个多叠阵结构包含n个沿着竖直方向错位放置的半导体激光器叠阵，n≥2，每个半导体激光器叠阵包含若干个沿慢轴方向排列的激光巴条；自偏振合束棱镜2，设置于每个多叠阵结构1的输出光路上，用于将所述半导体激光器叠阵的输出光束进行偏振合束后得到一次输出光束，所述n个半导体激光器叠阵的输出光束的一半垂直于所述自偏振合束棱镜透射，其余一半经过偏振以及反射之后与所述一半的透射光束重合后形成一次输出光束，所述一次输出光束在慢轴方向的光斑宽度减小为所述半导体激光器叠阵的输出光束宽度的一半；以及整形镜片组3，设置于自偏振合束棱镜的输出光路上，用于将位于相对较高高度的n-1个半导体激光器叠阵的一次输出光束沿快轴方向进行不同程度的偏移，填充位于最低高度的1个半导体激光器叠阵的一次输出光束的发光死区，实现快轴方向的光束重排。

[0050] 本实施例中，每个双叠阵结构中，沿着竖直方向错位放置的各个所述半导体激光叠阵出射的光束互不干扰。

[0051] 图2为根据本公开一实施例所示的自偏振合束棱镜的结构示意图。

[0052] 本实施例中，如图2所示，所述自偏振合束棱镜2包括：半波片21、斜方棱镜22和直角棱镜23，其中斜方棱镜22的相邻的两个侧面中的一个侧面上设置有半波片21，另一个侧面与直角棱镜23的斜边所在侧面贴合，图中示意了该同时直角棱镜的斜边231，该斜边231同时为直角棱镜与斜方棱镜的重合边。

[0053] 本公开中，所述n个半导体激光器叠阵的输出光束的一半垂直于所述自偏振合束棱镜透射，其余一半经过偏振以及反射之后与所述一半的透射光束重合后形成一次输出光束，所述一次输出光束在慢轴方向的光斑宽度减小为所述半导体激光器叠阵的输出光束宽度的一半。

[0054] 在一实施例中，基于线偏振特性，所述n个半导体激光器叠阵的输出光束的一半垂直穿过所述直角棱镜的直角边、斜边以及所述斜方棱镜透射，所述n个半导体激光器叠阵的输出光束的其余一半先经过半波片使得偏振态旋转90°后在所述斜方棱镜内发生反射后与所述一半的透射光束重合后形成一次输出光束。例如本实施例中，以其中一个半导体激光器叠阵的输出光束进行示例，每个半导体激光器叠阵包含若干个沿慢轴方向排列的激光巴条，如图3中圈出的放大部分所示，对应每个半导体激光器叠阵的输出光束也是沿着慢轴方向分布的多条平行光，这里以三条进行示意，当然本公开不限制平行光的条数，参照图3所示，半导体激光器叠阵的输出光束40基于线偏振特性分为两半，其中一半在图3中以第二输出光束42示意，另一半以第一输出光束41示意，第二输出光束42垂直穿过所述直角棱镜23的直角边、斜边231以及所述斜方棱镜22透射；第一输出光束41先经过半波片21使得偏振态旋转90°后在所述斜方棱镜22内发生反射后与所述第二输出光束42的透射光束重合后形成一次输出光束43进行输出，为了后续便于介绍该依次输出光束的特性，图3中将一次输出光束43输出后的光束对应为一次输出光束50，该一次输出光束50作为后续输入至整形镜片组3的输入光束，如图3中圈出的放大部分所示，一次输出光束50在慢轴方向(图3中慢轴方向为沿着x轴方向，快轴方向为沿着y轴方向)的光斑宽度减小为所述半导体激光器叠阵的输出光束40宽度的一半。

[0055] 本实施例中，所述直角棱镜23的斜边所在侧面上镀有偏振分光膜，其余面上镀有增透膜；所述斜方棱镜22各个面上镀有增透膜。

[0056] 图4为根据本公开一实施例所示的整形镜片组的结构示意图。

[0057] 本实施例中，所述整形镜片组3包括多对棱镜组，图4示意了一对棱镜组的结构，每对棱镜组包含斜方棱镜31与平行平板32，所述平行平板32位于所述斜方棱镜31的下方。其中，斜方棱镜31的个数可以是1个、2个甚至是多个，具体数目根据实际需要进行设置。当然，上述斜方棱镜31与平行平板32的尺寸设置以及上下顺序是根据光路需要进行设置的，可以进行适应性调整。

[0058] 当然，在一实例中，以n＝2，即每个多叠阵结构只包含2个沿着竖直方向错位放置的半导体激光器叠阵作为示例，对应每对棱镜组中，包含一个斜方棱镜31与一个平行平板32，如图4所示；为了便于介绍，一次输出光束50在前面的描述中为统一的，对应n个半导体激光器叠阵的输出光束40经过自偏振合束棱镜2之后对应的输出光束。下面为了说明在后续的整形镜片组的光路中位于不同高度的一次输出光束之间的光路差异，在这里将位于最低高度的1个半导体激光器叠阵的一次输出光束记为50a，将位于相对较高高度的1(n-1)个半导体激光器叠阵的一次输出光束记为50b，如图5所示，所述位于最低高度的1个半导体激光器叠阵的一次输出光束50a垂直穿过所述平行平板32透射；所述位于相对较高高度的1(n-1)个半导体激光器叠阵的一次输出光束50b垂直于斜方棱镜31的其中一边入射，对应该边为入射边，经过斜方棱镜31发生全反射后沿着该入射边的对边输出的光束相较于同一光路上输入的一次输出光束50b沿快轴方向发生偏移，填充位于最低高度的1个半导体激光器叠阵的一次输出光束50a的发光死区，形成快轴方向光束重排后的二次输出光束60。

[0059] 当然，上述实例以n＝2的情况进行示例，在本公开中，n可以是大于2的正整数，例如，当n＝3或者更大时，位于相对较高高度的n-1个半导体激光器叠阵的一次输出光束沿快轴方向进行不同程度的偏移，填充位于最低高度的1个半导体激光器叠阵的一次输出光束的发光死区。当多叠阵结构1包含3个或大于3个沿着竖直方向错位放置的半导体激光器叠阵时，对应每对棱镜组中，斜方棱镜个数大于1个，每对棱镜组中不同斜方棱镜对应的入射边与该入射边的对边之间的距离不等，借以使n-1个半导体激光器叠阵产生不同程度的偏移。下面以n＝3进行示例。

[0060] 图6为根据本公开另一实施例所示的整形镜片组的结构示意图。参照图6所示，在另一实例中，比如n＝3，即每个多叠阵结构包含3个沿着竖直方向错位放置的半导体激光器叠阵，对应整形镜片组的每对棱镜组包含2个斜方棱镜31和1个平行平板32，图6中分别以层叠的两个斜方棱镜311和322作为示例，第一斜方棱镜311位于第二斜方棱镜312的下方，平行平板32位于两个斜方棱镜31(包括第一斜方棱镜311和第二斜方棱镜312)的下方。第一斜方棱镜311和第二斜方棱镜312入射边与该入射边对边之间的距离不等，比如，这里以第二斜方棱镜312入射边与该入射边对边之间的距离大于第一斜方棱镜311入射边与该入射边对边之间的距离作为示例。图7为根据本公开另一实施例所示的一次输出光束经过整形镜片组传输得到二次输出光束的示意图。该实例对应的光路中，参照图7所示，位于最高高度的1个半导体激光器叠阵(比如简称为第一叠阵)的一次输出光束经过第二斜方棱镜312发生第一程度的偏移，位于中间高度(比如简称为第二叠阵)的1个半导体激光器叠阵的一次输出光束经过第一斜方棱镜311发生第二程度的偏移，这两个位于相对较高高度的半导体激光器叠阵的一次输出光束填充于位于最低高度的1个半导体激光器叠阵(比如称之为第三叠阵)的一次输出光束的发光死区。简言之，以位于最低高度的第三叠阵为基准，第一叠阵(或者第二叠阵)的一次输出光束经过偏移后，先填充至第三叠阵的一次输出光束的发光死区，第二叠阵(前述第二叠阵的情况，对应为第一叠阵)的一次输出经过偏移后再填充至第一叠阵(前述第二叠阵的情况，对应为第二叠阵)和第三叠阵整体的发光死区，括号中对应的情况需要在光路结构中将第二斜方棱镜312和第一斜方棱镜311交换顺序。

[0061] n大于3的情况与前面描述的同理，这里不再赘述。

[0062] 总之，位于相对较高高度的n-1个半导体激光器叠阵的一次输出光束沿快轴方向进行不同程度的偏移，填充位于最低高度的1个半导体激光器叠阵的一次输出光束的发光死区，含义等效于：位于相对较高高度的n-1个半导体激光器叠阵的一次输出光束以位于最低高度的1个半导体激光器叠阵的一次输出光束作为基准，“先后”填充前一个光束组合的发光死区，这里的“先后”通过变化斜方棱镜的放置顺序和尺寸(入射边与该入射边对边之间的距离)进行调控，使得最终发生光束重排后无光学死区。

[0063] 本实施例中，每对棱镜组的斜方棱镜31与平行平板32均镀有增透膜。

[0064] 图8为根据本公开一实施例所示的(a)半导体激光器叠阵的输出光束经过自偏振合束棱镜后输出的(b)一次输出光束，再经过整形镜片组后的(c)二次输出光束的变化示意图。

[0065] 参照图8中(a)-(c)所示，本实施例中，基于多叠阵结构1、自偏振合束棱镜2以及整形镜片组3的设置，使得一次输出光束在慢轴方向的光斑宽度减小为半导体激光器叠阵的输出光束宽度的一半，将位于相对较高高度的n-1个半导体激光器叠阵的一次输出光束沿快轴方向进行不同程度的偏移，填充位于最低高度的1个半导体激光器叠阵的一次输出光束的发光死区，实现快轴方向的光束重排，即慢轴方向光束质量(慢轴方向的光斑宽度)变为原来一半，快轴方向光束质量不变，实现了匀化快慢轴光束质量的目的。

[0066] 图9为根据本公开一实施例所示的半导体激光器叠阵之间错位的尺寸示意图。

[0067] 在本公开的实施例中，n个沿着竖直方向错位放置的半导体激光器叠阵中，例如图9所示的n＝3的情况，相邻两个半导体激光器叠阵之间错位的高度差分别为h1和h2，即第二个半导体激光器叠阵与第一个半导体叠阵之间错位的高度差为h1，第三个半导体激光器叠阵与第二个半导体叠阵之间错位的高度差为h2，这里以每个半导体激光器叠阵中各相邻激光巴条间距相等，均为H示例，那么可以是h1＝h2＝H/3，如此一来，能够保证某个半导体激光器叠阵的输出光束发生偏移后填充其他半导体激光器叠阵的输出光束的发光死区，即所述n个沿着竖直方向错位放置的半导体激光器叠阵中，相邻两个半导体激光器叠阵之间错位的高度差相等，大小等于每个半导体激光器叠阵中相邻激光巴条间距的n分之一。当然，在其它的实施方式中，对应不同的半导体激光器叠阵中间距不同(每个半导体激光器叠阵中分布式均匀的，只是不同的半导体激光器叠阵的间距不同)的情况，或者在每个半导体激光器叠阵中分布不均匀的情况等，上述设计思路类似。

[0068] 综上所述，本公开提供了一种基于多叠阵的光束整形结构，空间排列紧密，所占空间体积小，且出射的光束之间互不干扰。整形后的半导体激光叠阵的慢轴光束质量变为原来的一半，快轴方向的光束质量不变。该光束整形方式与传统方法相比，具有设计简单，结构紧凑、调节方便、成本低廉等优点。

[0069] 需要说明的是，本文以位于最低高度的1个半导体激光器叠阵的一次输出光束作为基准，位于相对较高高度的n-1个半导体激光器叠阵的一次输出光束进行不同程度的偏移为例进行说明，按照同样的发明构思，变化作为基准的参考光束位置，例如以位于最高高度的半导体激光器叠阵的一次输出光束作为基准，或者以其中某一高度的半导体激光器叠阵的一次输出光束作为基准，其他光束位置发生不同程度的偏移，实现发光死区的重排均在本公开的保护范围之内。

[0070] 说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。

[0071] 再者，单词“包含”或“包括”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

[0072] 以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

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基于多叠阵的光束整形结构

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