用以于泵浦激光陣列中結(jié)合光源的方法與設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種用于提供具有第一波長λ1的泵浦光（50）至激光（32）的設(shè)備，該激光（32）發(fā)出第二波長λ2，該設(shè)備含有波長為λ1的第一及第二激光（12a，b），所述激光將光沿著朝第一方向的第一及第二軸線（A，B）導(dǎo)引。該第一及第二軸線定義第一平面P1。為形成具有波長λ1的合成光束（50），濾光設(shè)備（40）在第一表面（36）上具有第一濾光片（F1），該第一濾光片（F1）對于該第一及第二軸線（A，B）成一斜角，且該第一濾光片（F1）透射λ1及反射λ2。第二濾光片（F2）位在平行于該第一表面（36）的第二表面（54）上，該第二濾光片（F2）反射λ1及透射λ2。第三濾光片（F3）形成于該第一表面（36）上而與該第一濾光片（F1）共面，該第三濾光片（F3）反射λ1及透射λ2。該濾光設(shè)備（40）重新校準(zhǔn)該第一及第二軸線（A，B）為沿著第二平面P2，該第二平面P2正交于P1且平行于該第一方向，該濾光設(shè)備（40）防止來自泵浦激光（32）的反饋光到達第一及第二激光（12a，b）。
【專利說明】用以于泵浦激光陣列中結(jié)合光源的方法與設(shè)備
[0001]相關(guān)申請案的交叉引用
[0002]本發(fā)明主張申請于2011年5月31日的美國申請案第13/118，939號的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，該申請案的揭示內(nèi)容為本案的根據(jù)，在此通過引用的方式而整體并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明概略地關(guān)于用于結(jié)合來自多個來源的光的光學(xué)設(shè)備，且更特定言之，關(guān)于用于激光光源的空間結(jié)合的設(shè)備及方法，該空間結(jié)合具有一定程度的免受干擾，例如免于泵浦激光的干擾。
【背景技術(shù)】
[0004]有許多應(yīng)用用于結(jié)合激光及其他固態(tài)光源。一般而言，當(dāng)一應(yīng)用需要比單一激光源所能提供的還要多的能量時，常見的解決方式是結(jié)合具有相同波長的二個及二個以上的激光。由于額外的激光位于一實體上相異的位置，將激光輸出光束結(jié)合并堆迭(stack)在一起就變得必要，以盡可能減少在合并輸出光束中的“廢置空間”(dead space)。
[0005]當(dāng)以此種方式結(jié)合激光時，經(jīng)常需要盡可能使合并光源小一點(也就是為了有最小的集光率(etendue))，使得合并光束的能量可確實且有效率地集中并轉(zhuǎn)移到另一光學(xué)系統(tǒng)。如果激光發(fā)出偏振光，一般的結(jié)合解決方案是利用偏振光學(xué)兀件及表面的偏振結(jié)合(polarization combining)。若波長差及偏振狀態(tài)都不能被運用以合并激光，則必須使用空間結(jié)合?？臻g結(jié)合必需定位激光源并以一種緊湊、精確的配置重新導(dǎo)向光纖，使得合并光束可盡可能緊密結(jié)合在一起，以提供光源能量而又盡可能維持低集光率。
[0006]多個來源的空間結(jié)合特別有益的其一應(yīng)用是在用于光纖激光的泵浦激發(fā)(pumpexcitation)中。在光纖激光中，有效的增益介質(zhì)是摻雜合適的稀土元素的光纖。泵浦能量可從數(shù)種類型的來源提供，例如使用一組光纖稱合(fiber-coupled)于增益介質(zhì)的多個激光二極管。通過使用多個泵浦源，就可將更大光能導(dǎo)引至增益介質(zhì)。運用多個激光源還允許各個泵浦激光以一較低功率層級運作而得到一既定放大器增益，由此延長泵浦激光的壽命及放大器的可靠性。這樣還在該些泵浦激光其中一個故障時，提供某些冗余度。
[0007]由于泵浦能量需要單一波長，所以個別來源必須相當(dāng)匹配，使得激光二極管成為一個實用的選擇。然而，激光二極管不提供截面為圓形的光束，亦即，圍著一中心軸線具有高度對稱的能量分布。相反的，輸出光的長寬比極不對稱，在垂直方向具有明顯不同的發(fā)散角，以致產(chǎn)生的輸出光束的長度(被認為是沿著“慢”軸)可為其寬度(被認為是沿著“快”軸)的數(shù)倍。此種不對稱的特性，使得需要盡可能緊密堆迭這些成份輸出光束，以形成具有更接近對稱的長寬比的合成光束。作為一限制因素，用于接受該泵浦能量的該輸入光纖具有相對較小的數(shù)值孔徑(numerical aperture, N.A.),該數(shù)值孔徑限制該輸入合成光束的角范圍(angular extent),且使得需要盡可能減少成份光束之間的廢置空間。
[0008]在已經(jīng)實施或提出結(jié)合激光源作為泵浦激光使用的解決方案中，其一方案為具有垂直交錯的激光二極管及相應(yīng)的反射鏡的模組化泵浦模組。圖1A及圖1B分別顯示此類型的典型泵浦模組10的俯視圖及側(cè)視圖。以此種作法，三個激光12a、12b及12c的各者，透過對應(yīng)柱狀透鏡14a、14b及14c，將光束分別導(dǎo)引至反射鏡16a、16b及16c。濾光片30提供免于反饋光(feedback light) FB的一個保護措施,之后會更詳細說明。合成光束28接著由透鏡18聚焦進入光纖20，以用作泵浦能源。在各個激光12a、12b及12c的末端上還有一額外透鏡，在這些附圖中并未顯示。
[0009]如圖1B的側(cè)視圖所示(圖1B中的垂直距離經(jīng)刻意夸大以清楚顯示)，該些激光12a、12b及12c及其相應(yīng)的柱狀透鏡14a、14b及14c，以及反射鏡16a、16b及16c為垂直交錯。此類反射組件配置讓成份輸出光束之間幾乎沒有容許空間(tolerance)。例如，來自激光12a的光被反射鏡16b的頂端所切割。同樣地，來自激光12b的光被反射鏡16c的頂端所切割。圖1A的嵌圖W顯示如何由來自激光12a的輸出光束22a、來自激光12b的輸出光束22b及來自激光12c的輸出光束22c，形成合成光束28。在該些輸出光束之間必然有一些廢置空間24，因為需要有容許空間以由該些折迭反射鏡16b及16c使這些光束通過。
[0010]在此參考圖1A及圖1B所介紹的解決方案已被證明有效，但是仍有改善空間。制造上的容忍度有限，幾乎沒有生產(chǎn)變化空間。各組件必須精確地校準(zhǔn)，使得光正確地自反射鏡16a、16b及16c重新導(dǎo)向。由于各激光反射自不同反射鏡，在操作期間反射鏡16a、16b及16c之間的溫度變化負面地影響該系統(tǒng)的校準(zhǔn)。由于實際的理由，顯然此類型的解決方案只允許合并有限數(shù)量(三個或三個以下)的激光。該合成輸出光束的長寬比由結(jié)合系統(tǒng)的設(shè)計所固定。
[0011]其他所提出用于光束成形及結(jié)合的解決方案，諸如運用有角光管或運用結(jié)合反射鏡的各種配置，這些解決方案欠缺所需要的條件且定出其他限制，例如限制能被合并的激光的數(shù)目及配置，或固定所產(chǎn)生光束的長寬比。這些用于合并個別光束以用于激光泵浦的光的常規(guī)解決方案，沒有解決由該光纖激光本身所產(chǎn)生的反饋光所造成的可能傷害的問題。在該激光中以高能量產(chǎn)生的激光的光的波長不同于該泵浦激光波長。甚至若此光纖激光的光的一小部分找到回到這些泵浦激光的路，對于這些泵浦激光的傷害也可能發(fā)生。為彌補該問題，泵浦激光二極管模組的制造商經(jīng)常在該泵浦模組的輸出端增加一或更多個濾光片，以減弱任何來自該光纖激光的反饋。出于此目的，圖1A顯示沿合成光束28的路徑所提供的濾光片30，來減弱并阻擋反饋光FB。然而，此解決方案增加了泵浦光模組設(shè)計的成本及組件。
[0012]一般而言，濾光片越能有效減弱非所欲波長且透射所欲波長，則濾光片越為復(fù)雜且高成本。在透射與反射之間具有特別急劇轉(zhuǎn)折的濾光片，也能在非所欲波長上展現(xiàn)更多明顯的“振鈴”(ringing)或紋波(ripple)。此外,濾光片的效能隨時間的衰減,諸如由于高能量層級集中于濾光片表面的小區(qū)域，使得此解決方案在某些應(yīng)用上較不令人滿意，且導(dǎo)致組件壽命縮短。
[0013]因此，能看出需要一種用于空間上合并光源的方法及設(shè)備，而該方法及設(shè)備適合使用可變數(shù)量的激光二極管或其他激光源，并有助于解決減少或消除來自光纖激光或其他泵浦激光源的反饋光的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的一個目的是增進激光光束組合的技術(shù)。以此目的為依歸，本發(fā)明案提供一種用于提供具有第一波長λ I的泵浦光至激光的設(shè)備，該激光發(fā)出第二波長λ 2，該設(shè)備包含:
[0015]具有該第一波長λ I的第一激光，該第一激光可通電以將光沿著朝第一方向的第一軸線導(dǎo)引；
[0016]具有該第一波長λ I的第二激光，該第二激光可通電以將光沿著平行于該第一軸線的第二軸線導(dǎo)引，
[0017]其中該第一及第二軸線定義第一平面Pl ；
[0018]及
[0019]濾光設(shè)備，該濾光設(shè)備經(jīng)配置以形成具有該第一波長λ I的合成光束，該濾光設(shè)備形成于透明體上，該透明體配置在該經(jīng)導(dǎo)引光的路徑中，且該濾光設(shè)備包含:
[0020](i)第一濾光片,該第一濾光片形成于該濾光設(shè)備的第一表面上,該第一表面經(jīng)配置與該第一及第二軸線成一斜角，且該第一濾光片透射λ I并反射入2 ；
[0021](ii)第二濾光片，該第二濾光片形成于該濾光設(shè)備的第二表面上，該第二表面平行于該第一表面，其中該第二濾光片反射λ I并透射λ 2 ；
[0022](iii)第三濾光片，該第三濾光片形成于該濾光設(shè)備的該第一表面上而與該第一濾光片共面，且其中該第三濾光片反射λ I并透射λ 2 ；
[0023]其中該濾光設(shè)備沿第二平面Ρ2重新校準(zhǔn)該第一及第二軸線，該第二平面正交于Pl且平行于該第一方向。
[0024]在另一實施例中，本發(fā)明提供一種用于提供具有第一波長λ I的泵浦光至激光的設(shè)備，該激光發(fā)出第二波長λ 2,該設(shè)備包含:
[0025]具有該第一波長λ I的第一激光，該第一激光可通電以將光沿著朝第一方向的第一軸線導(dǎo)引；
[0026]具有該第一波長λ I的第二激光，該第二激光可通電以將光沿著平行于該第一軸線的第二軸線導(dǎo)引，
[0027]其中該第一及第二軸線定義第一平面Pl ；
[0028]及
[0029]濾光設(shè)備，該濾光設(shè)備經(jīng)配置以形成具有該第一波長λ I的合成光束，該濾光設(shè)備形成于透明體上，該透明體配置在該經(jīng)導(dǎo)引光的路徑中，且該濾光設(shè)備包含:
[0030](i)第一短波長穿透濾光片，該第一短波長穿透濾光片形成于該濾光設(shè)備的第一表面上，該第一表面經(jīng)配置與該第一及第二軸線成一斜角，且該第一短波長穿透濾光片透射λ I并反射λ 2 ；
[0031](ii)第一長波長穿透濾光片，該第一長波長穿透濾光片形成于該濾光設(shè)備的第二表面上，該第二表面平行于該第一表面，其中該第一長波長穿透濾光片反射λ I并透射λ 2 ；
[0032](iii)第二長波長穿透濾光片，該第二長波長穿透濾光片形成于該濾光設(shè)備的該第一表面上，且其中該第二長波長穿透濾光片反射λ I并透射λ 2 ；
[0033]其中該濾光設(shè)備沿第二平面Ρ2重新校準(zhǔn)該第一及第二軸線，該第二平面正交于Pl且平行于該第一方向。
[0034]本發(fā)明的一特征是運用短波長穿透及長波長穿透濾光片組件的組合以自個別成份光束形成該合成泵浦光束。
[0035]本發(fā)明的一優(yōu)點是能夠調(diào)整自個別激光光束所形成的該合成光束的長寬比，以及增加或減少在成份光束之間的廢置空間量。
[0036]本發(fā)明的另一優(yōu)點是能夠合并來自一可變數(shù)目的激光源的光，且無需極度昂貴的濾光片就能為這些光源提供一定程度的保護。
[0037]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員，本發(fā)明的其他所欲目的、特征及優(yōu)點可顯得或變得顯而易見。本發(fā)明由隨附權(quán)利要求所定義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1A是常規(guī)激光泵浦模組的俯視方塊圖，該模組用于合并激光以提供合成光束。
[0039]圖1B是圖1A所示的常規(guī)激光泵浦模組的側(cè)視方塊圖，該模組用于合并激光以提供合成光束。
[0040]圖2A顯示常規(guī)光學(xué)濾光片的光譜特性，該圖顯示在遠離陡峭轉(zhuǎn)折的波長處有紋波。
[0041]圖2B是經(jīng)簡化的透視示意圖，該圖顯示符合本發(fā)明的一實施例的濾光設(shè)備的操
作原理。
[0042]圖2C是透視示意圖，該圖顯示一種用于利用濾光設(shè)備來合并光的設(shè)備，并顯示按照本發(fā)明的一實施例的光徑。
[0043]圖2D是圖2C所示的用于合并光的設(shè)備的俯視圖。
[0044]圖2E是圖2C所示的用于合并光的設(shè)備的后視圖。
[0045]圖3A是圖形，顯示圖2B-2E符合本發(fā)明的一實施例的濾光設(shè)備中的短波長穿透濾光片的光譜特性曲線。
[0046]圖3B是圖形，顯示圖2B-2E符合本發(fā)明的一實施例的濾光設(shè)備中的長波長穿透濾光片的光譜特性曲線。
[0047]圖4是用于以濾光設(shè)備合并光的設(shè)備的透視圖，顯示用于調(diào)整成份光束間距的傾斜軸。
[0048]圖5是剖面方塊圖，顯示傾角對于合成光束的間隔及長寬比的影響。
[0049]圖6A及圖6B是以濾光設(shè)備成兩不同傾角下，該合成輸出光束的空間輪廓線的剖面圖。
[0050]圖7是顯示一不同實施例的透視圖，在該實施例中結(jié)合設(shè)備具有超過三個激光光源。
[0051]圖8是俯視圖，顯示圖7的另一實施例中的光徑。
[0052]圖9是顯示另一實施例的透視圖，在該實施例中結(jié)合設(shè)備具有超過三個激光光源。
[0053]圖10是俯視圖，顯示圖9的另一實施例中的光徑。
[0054]圖11是顯示另一版本的透視圖,該版本具有經(jīng)反射輸出光束。
【具體實施方式】
[0055]在此所顯示與介紹的附圖，供以說明按照各不同實施例的光學(xué)設(shè)備的主要操作原理及制造，而附圖中有若干個刻意并未繪制成顯示實際大小或比例。為了強調(diào)基本結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)性或操作原理，某種程度的夸大可為必須。例如，某些共面的結(jié)構(gòu)可能在這些結(jié)構(gòu)重迭時的視圖中顯示為彼此稍微位移。
[0056]在本發(fā)明的情境中，“頂部”及“底部”或“上方”及“下方”等用詞為相對的，并不表示組件或表面的任何必要方位，但僅用以指稱及分辨相對表面，或是在組件或材質(zhì)塊里的不同光徑。同樣地，關(guān)于該些附圖可使用“水平”及“垂直”等用詞，例如，用以描述在不同平面中校準(zhǔn)的組件或光束的相對正交關(guān)系，但不表示組件相對于真正水平線及垂直線的任何必要方位。
[0057]“第一”、“第二”等等用詞的使用，不一定代表任何順序或優(yōu)先關(guān)系，而是用于更清楚辨識各個元件或時間間隔。在此所教示者并無固定的“第一”或“第二”元件；該些描述詞僅為在本發(fā)明的情境中清楚辨識某元件及其他相似元件。同樣地，在附圖及以下描述中，濾光片稱號F1、F2、F3及F4被指定以識別不同濾光片，并協(xié)助識別濾光片功能；在此種部件編號中，并無隱含順序或優(yōu)先關(guān)系，或是在光徑中的必要順序。
[0058]在本發(fā)明的情境中，被認為可于特定波長“反射”或具反射性的表面，將反射至少約95%具有該波長的入射光。被認為可于特定波長“透射”或具透射性的表面，將透射至少約80%具有該波長的入射光。對于光學(xué)濾光片，“短波穿透”(short wave pass)、“短波長穿透” (short wavelength pass)及“SWP”等用詞被認為等效；同樣地，“長波穿透” (longwave pass)、“長波長穿透”(long wavelength pass)及“LWP”等用詞被認為等效。
[0059]在本發(fā)明的情境中，“斜角”(oblique angle)—詞用以表示一個自法線傾斜的非正交角度，亦即，沿至少一軸線，距離90度或90度的整數(shù)倍至少約2度。以此概略定義，斜角可為小于90度。
[0060]本發(fā)明的實施例提供用于對光纖激光或其他類型的激光提供激光泵浦光，作為由多個激光源所發(fā)出的光所形成的合成光束的設(shè)備及方法。本發(fā)明的實施例進一步提供該些泵浦激光源的濾光片防護，防止光纖激光或其他類型的泵浦激光泄出光(leakage light)。
[0061]回頭參看圖1A，濾光片30的功能是透射來自該泵浦光源、激光12a、12b及12c的光，以及阻擋來自該高功率泵浦激光的反饋光FB。理想情況下，所有泵浦光被透射，而所有反饋光FB被阻擋。如光學(xué)領(lǐng)域技術(shù)人員所眾知，可接近100%透射一波長范圍，且提供一不同波長范圍的接近100%衰減的高效能濾光片，可能昂貴且具備在自銳緣移除的波長處經(jīng)常展現(xiàn)高度紋波的光譜特性。
[0062]作為范例，圖2A顯示一短波長穿透濾光片的光譜特性曲線80，對應(yīng)于波長描繪出反射率百分比。曲線80顯示在約990nm的低反射率及超過約IOlOnm的高反射率之間有一陡峭轉(zhuǎn)折。此種類型的濾光片可被用于，例如，減弱來自激光的反饋光FB，該激光需要990nm的泵浦光并發(fā)出1030nm或以上的高功率激光。然而在實際中，用于1030nm激光的激光泵浦光可具備不同波長，諸如在一典型應(yīng)用中為976nm，而與該所發(fā)出波長之差超過50nm。再參看圖2A，光譜特性曲線80顯示對于接近976nm的光有幾乎20%的反射率。因此，盡管自此種濾光片可具對反饋光FB的良好阻絕，但是在光譜特性曲線80中明顯的紋波，也具有減弱激光激發(fā)所需的該泵浦光(976nm)的意外效果。
[0063]要減少成本并達成良好效能，一方面又減少紋波的效果，一種方式是以“堆迭”方式使用一系列低成本濾光片，沿該光徑依序放置兩個或兩個以上濾光片。堆迭濾光片對于減弱的凈效益為相乘的；若第一及第二濾光片各具有0.01的透射率，則該些濾光片堆迭之后的組合產(chǎn)生的總透射率為0.0001。此外，較低效能的濾光片經(jīng)常比在圖2A所示的例子展現(xiàn)較少明顯的紋波。此堆迭濾光片的作法能幫助利用較低效能的濾光片；然而，此作法對激光泵浦模組設(shè)計可能不合實際，因為不只對該設(shè)計增加了組件，并且需要額外體積或“占用空間”以用于該光學(xué)裝置。
[0064]本發(fā)明的實施例以用于光纖的適當(dāng)填充因數(shù)(fill factor)，解決有效率地結(jié)合激光泵浦光的問題，同時減少或消除反饋光。這些功能的進行，是利用在緊湊套件中透射及反射濾光片的配置。本發(fā)明的實施例中所提供的發(fā)明性解決方案優(yōu)勢在于，致使濾光片的使用而不須陡峭的轉(zhuǎn)折，同時對非所欲波長提供可觀的減弱。此外，本發(fā)明的實施例允許一種具可調(diào)整性的措施，以導(dǎo)引來自多個泵浦激光的光至一光纖的孔，或至某些具有一有限數(shù)值孔徑的其他系統(tǒng)的輸入端。
[0065]圖2B的簡化示意圖顯示結(jié)合設(shè)備60的組件，并顯示激光的相關(guān)路徑，該結(jié)合設(shè)備60使用濾光設(shè)備40，并具有濾光片以減弱非所欲波長，并重新校準(zhǔn)光以形成合成光束50。濾光片表面之間的距離經(jīng)過夸大，以顯示光徑重新導(dǎo)向的原理。為顯示操作原理的目的，只顯示兩個激光12a及12b，各激光經(jīng)通電分別透過柱狀透鏡14a及14b沿相應(yīng)軸線A及B導(dǎo)引光。激光12a及12b發(fā)出具有波長λ I的光，該些激光用以透過光纖20提供激光泵浦光。濾光片F(xiàn)1、F2、F3及F4經(jīng)形成并配置以在圖2B中所顯示的路徑內(nèi)選擇性地維持波長入1，并自該路徑移除波長λ2。濾光片F(xiàn)1-F4形成于透明折射體(諸如玻璃板或塊)68的表面上，導(dǎo)致光徑的折射而使軸線A折射至折射體68內(nèi)的一重新導(dǎo)向軸線Al，而軸線B折射至折射體68內(nèi)的一重新導(dǎo)向軸線BI。選擇性的第一濾光片F(xiàn)l是短波長穿透濾光片，該濾光片放置為與該第一及第二軸線A及B成一斜角，并透射較短波長λ I及反射較長波長λ 2。第二濾光片F(xiàn)2放置為遠離并平行于濾光片F(xiàn)l。濾光片F(xiàn)2是長波長穿透濾光片，該濾光片反射較短波長λ I并透射較長波長λ 2。第三長波長穿透濾光片F(xiàn)3共面于選擇性的短波長穿透濾光片F(xiàn)1，且反射λ I及透射λ 2。第四短波長穿透濾光片F(xiàn)4透射較短波長λ?，并反射較長波長λ 2。若組件有適當(dāng)間距，則濾光設(shè)備40沿第二平面重新校準(zhǔn)經(jīng)重新導(dǎo)向的軸線Al及BI，該第二平面垂直于軸線A及B的第一平面并平行于軸線A及B延伸，該兩軸線初始沿軸線A及B的該第一平面校準(zhǔn)。共面具有其常規(guī)涵義；平行的第一及第二薄膜濾光片可被認為共面，若該第一濾光`片的任一層沿包含該第二濾光片的任一層的相同平面延伸。
[0066]在此所提供的描述及范例中，假設(shè)泵浦激光12a、12b的波長λ I小于泵浦激光波長λ 2。此乃泵浦激光的一般狀況；然而，應(yīng)能理解本發(fā)明的濾光設(shè)備40可被設(shè)計用于其他情況，在該些情況下λ I大于λ 2，而濾光片F(xiàn)1-F4的光譜特性也具相應(yīng)的改變。不論在何種情況，濾光片F(xiàn)1、F2、F3及F4可經(jīng)形成并配置以在圖2Β中所顯示的路徑內(nèi)選擇性地維持波長λ 1，并自該路徑移除波長λ 2。
[0067]圖2Β的兩激光模型可經(jīng)延伸以允許合并三個或以上的已通電激光，并具備濾光功能以保護該些泵浦激光免于反饋光的能量。參見圖2C的透視方塊圖，及相應(yīng)的圖2D的俯視圖和圖2Ε的后視圖，顯示用于激光泵浦模組的結(jié)合設(shè)備60，該結(jié)合設(shè)備使用符合本發(fā)明的一實施例的濾光設(shè)備40。在泵浦激光陣列70中的泵浦激光12a、12b及12c的各者朝濾光設(shè)備40的入射表面36發(fā)出光。泵浦激光12a沿發(fā)射軸A發(fā)出；泵浦激光12b沿發(fā)射軸B發(fā)出；而泵浦激光12c沿發(fā)射軸C發(fā)出。泵浦激光12a、12b及12c發(fā)出具第一波長λ I的光；此光用以作為至泵浦激光32的泵浦光，泵浦激光32發(fā)出具第二波長λ 2的光，如圖2D所示。泵浦激光一般比提供的泵浦光具備更長的波長。泵浦激光32是按照本發(fā)明的一實施例的光纖激光。來自各激光12a、12b及12c的光分別透過其相應(yīng)柱狀透鏡14a、14b及14c而經(jīng)導(dǎo)引。濾光設(shè)備40形成于透明體或透明板42上，諸如玻璃板。具第一波長λ?的光透射穿過選擇性的短波長穿透濾光片F(xiàn)1，并進入透明板42的折射材質(zhì)。隨著后續(xù)在濾光設(shè)備40內(nèi)的長波長穿透濾光片F(xiàn)2及F3間的反射，以及后續(xù)于短波長穿透濾光片F(xiàn)4的濾光，一開始平行透射并在第一平面或第一方向互相校準(zhǔn)的激光光束，彼此沿第二平面或第二方向重新校準(zhǔn)，該第二平面或第二方向基本正交于該第一平面，即離正交方向在約正/負2度內(nèi)。任何來自泵浦激光32而具備第二波長λ 2的散射反饋光FB，通過反射自短波長穿透濾光片F(xiàn)4，經(jīng)過長波長穿透濾光片F(xiàn)3及F2透射，并反射自選擇性的短波長穿透濾光片F(xiàn)l，而自濾光設(shè)備40內(nèi)的光徑移除。如此阻絕反饋光FB，可勝過利用濾光設(shè)備40表面的多重堆迭濾光片的保護效果。
[0068]在圖2D的俯視圖中，所發(fā)出激光光束的軸線沿第一方向校準(zhǔn)，該第一方向定義第一平面Pl，Pl包含軸線Α、Β及C (該第一平面在圖2C的視圖中是一大致水平平面，而在圖2D是在頁面的平面上)。發(fā)射軸Α、B及C在平面Pl中彼此等距離，而如圖2D所示由一軸線間距26分隔。在濾光設(shè)備40的輸出端，該些合并光束在第二正交方向重新校準(zhǔn)，即軸線沿正交平面Ρ2 (如圖2D所示及圖2Ε所代表，自頁面朝外垂直延伸)校準(zhǔn)，而其中在平面Ρ2中經(jīng)濾光及合并的光的軸線間的距離小于在平面Pl中入射光的軸線間距26。合并光束沿一合成軸線C2形成合成光束50。成份光束沿此方向間隔開，如圖1A的范例中的嵌圖W中所示。對于圖2D及以下的類似俯視附圖，濾光片F(xiàn)l及F3可能顯示成彼此偏離以允許更佳可見性。在本發(fā)明的實施例中，濾光片F(xiàn)l及F3共面。
[0069]因此，在參考圖2Β說明基本I旲式之后，圖2C和圖2D及圖2Ε的俯視及后視圖顯不在結(jié)合設(shè)備60中光束如何依次在濾光設(shè)備40內(nèi)轉(zhuǎn)移,且從一濾光片導(dǎo)引至下一濾光片。沿軸線A的光經(jīng)折射而沿一重新導(dǎo)向軸線Al朝長波長穿透后濾光片F(xiàn)2在板42或其他折射體內(nèi)行進，F(xiàn)2形成于后表面54上。自激光12a所發(fā)出具有第一波長λ I的光，自長波長穿透后濾光片F(xiàn)2朝長波長穿透前濾光片F(xiàn)3沿軸線Al反射。軸線Al接著入射到前濾光片F(xiàn)3上，剛好在來自具第一波長λ I的激光12b的光沿軸線B的進入點下方。后濾光片F(xiàn)2及前濾光片F(xiàn)3經(jīng)處理或形成以反射來自光源12a - 12c具備波長λ I的光回至濾光設(shè)備40中，并從濾光設(shè)備40往外透射來自泵浦激光32所發(fā)出的波長λ 2的激光。如圖2C所示，沿軸線B的光入射到板42上的位置正好在長波長穿透前濾光片F(xiàn)3上方或通過F3的邊緣。板42的折射接著重新導(dǎo)引來自軸線B的入射光至與重新導(dǎo)向軸線Al校準(zhǔn)的一重新導(dǎo)向軸線BI，其中軸線Al及BI的校準(zhǔn)方向正交于軸線Α、Β及C的初始校準(zhǔn)方向(平面Pl)。
[0070]繼續(xù)描述圖2C、2D及2Ε中的光徑，具第一波長λ I的光的光軸Al及BI反射自長波長穿透后濾光片F(xiàn)2朝前濾光片F(xiàn)3回去。軸線Al及BI現(xiàn)在反射自長波長穿透前濾光片F(xiàn)3，正好在來自激光12c的光沿軸線C的進入點下方。又如圖2C所示，沿軸線C的光入射到板42上的位置正好在前濾光片F(xiàn)3上方或通過F3的邊緣。板42的折射接著重新導(dǎo)引來自軸線C的入射光至與重新導(dǎo)向軸線Al及BI校準(zhǔn)的一重新導(dǎo)向軸線Cl，其中軸線Al、BI及Cl的校準(zhǔn)方向正交于軸線A、B及C的初始校準(zhǔn)方向(平面P1)。在圖2C、2D及2E的三個激光實施例中，沿重新導(dǎo)向軸線A1、B1及Cl的波長λ I的光再次自長波長穿透后濾光片F(xiàn)2反射至前濾光片F(xiàn)3，并穿過短波長穿透濾光片F(xiàn)4離開板42，以此形成合成光束50。選擇性的透鏡48將合成光束50朝光纖或其他裝置聚焦以導(dǎo)引至泵浦激光32，如圖1A所示。
[0071]跟隨圖2C-2E中所示的實施例的各光徑，可看出各光徑遇到全部四個濾光片F(xiàn)1-F4。來自各激光源12a-12c的入射光入射到短波長穿透濾光片F(xiàn)l及F4上各一次。來自激光12c的C-Cl光徑也入射至長波長穿透后濾光片F(xiàn)2上一次，并入射至長波長穿透前濾光片F(xiàn)3上一次。來自激光12b的B-Bl光徑入射至長波長穿透后濾光片F(xiàn)2上兩次，并入射至長波長穿透前濾光片F(xiàn)3上兩次。來自激光12a的A-Al光徑入射至長波長穿透后濾光片F(xiàn)2上三次，并入射至長波長穿透前濾光片F(xiàn)3上三次。應(yīng)能理解因有此類配置，來自泵浦激光的反饋光FB可被大大減少，且實質(zhì)上免于到達該些泵浦激光。因此，如圖2B所示的該四個濾光片F(xiàn)l -F4的配置有效地對于任意數(shù)目的激光提供堆迭濾光片的效能。如先前所說明的，短波長穿透濾光片F(xiàn)l是選擇性的。在另一實施例中，僅提供一個短波長穿透濾光片，該短波長穿透濾光片可位在如圖2B-2E中濾光片F(xiàn)l或濾光片F(xiàn)4的位置。若未使用短波長穿透濾光片F(xiàn)l，則一般在該對應(yīng)表面上將提供抗反射(AR)涂層。
[0072]圖2A顯示當(dāng)使用在一小范圍的波長內(nèi)有相對急遽轉(zhuǎn)折的濾光片時可能發(fā)生的問題。若使用圖2B-2E的實施例，則考量由濾光設(shè)備40提供的堆迭濾光片效應(yīng)如何減弱非所欲反饋光FB (甚至當(dāng)長波長穿透濾光片F(xiàn)3及F2具適中品質(zhì)時)是有益的。
[0073]參看圖3A，圖3A顯示符合本發(fā)明的一實施例的短波長穿透(SWP)濾光片F(xiàn)l及F4的關(guān)于透射率的光譜特性曲線82。如曲線82所顯示，非所欲的1030nm反饋光FB有部分透射。然而，在光徑中有兩個短波長穿透濾光片的實施例中，即使各濾光片允許3%的透射率(.03)，1030nm的光將透射穿過該兩個短波長穿透濾光片F(xiàn)l及F4的百分比將為:
[0074](.03) 2=0.0009 或 0.09%
[0075]參看圖3B，圖3B顯示符合本發(fā)明的一實施例的長波長穿透(LWP)濾光片F(xiàn)2及F3的仍是關(guān)于透射率的光譜特性曲線84。如曲線84所顯示，非所欲的1030nm反饋光FB仍有部分反射。然而，堆迭濾光片效果在此也發(fā)揮效益。考量圖2C的范例性系統(tǒng)，當(dāng)長波長穿透前濾光片F(xiàn)3及長波長穿透后濾光片F(xiàn)2通過透射96%的光來減弱FB，以及短波長穿透濾光片F(xiàn)l及F4通過反射97%的光來減弱FB，由泵浦激光12c所可能接收的FB光的百分比為乘積:
[0076](.04)2 (.03) 2=0.00000144 或 0.000144%
[0077]由泵浦激光12b所可能接收的FB光的百分比如下:
[0078](.04)4 (.03) 2=2.304Ε_7=0.0000002394 或 0.00002394%
[0079]由泵浦激光12a所可能接收的FB光的百分比如下:
[0080](.04)6 (.03) 2=3.6864E-12=0.0000000000036864 或 0.00000000036864%
[0081]因此，已能看出濾光設(shè)備40對于減弱來自泵浦激光的散射反饋光提供明顯優(yōu)勢，本質(zhì)上將任何反饋光FB減少至可忽略的程度，由此助以保護泵浦激光12a-12c免于破壞。通過在此配置中堆迭濾光片而提供反饋光FB的極度減弱，因此即使所使用的濾光片具備中等的個別效能，所述濾光片的組合所提供的總合光譜特性也可能超過使用單一濾光片所能達成的光譜特性。
[0082]圖2D還顯示所提供的選擇性吸收器56的位置，該吸收器作為一種光泵浦組件，以吸收來自泵浦激光32的散射反饋光FB。一個吸收器56放置于靠近后表面54，以吸收透射穿過長波長穿透后濾光片F(xiàn)2的光。另一吸收器56顯示為放置于靠近入射表面36，并校準(zhǔn)于長波長穿透前濾光片F(xiàn)3的一部分的頂邊緣。吸收器56可被形成于長波長穿透濾光片F(xiàn)3或F2的后表面上，或是單獨形成并間隔放置于濾光設(shè)備40表面旁邊。
[0083]仍是參看圖2D，本欲吸收來自泵浦激光32而不經(jīng)意地透射穿過前及后濾光片F(xiàn)3及F4的反饋光FB的吸收器56，將于更靠近該泵浦光的離開點Q處接收來自反饋光FB的更高比例的能量。在由長波長穿透濾光片F(xiàn)3及F2的重復(fù)減弱之后，舉例而言，反饋光FB僅有一可忽略部分可能透過表面36或透過進一步遠離離開點Q的表面54被透射。因此，吸收器56不一定延伸濾光片F(xiàn)3及F2的完整長度，或是例如可能依照其距點Q的距離而有可變的厚度。
[0084]如圖2C-2E所顯示，光以一入射斜角經(jīng)導(dǎo)引朝向濾光設(shè)備40。在至少由軸線A及B所定義的平面，即圖2D中的平面Pl內(nèi)的傾斜入射，使光沿各軸線折射重新導(dǎo)向，因此來自第一軸線的光與沿相鄰軸線的入射光校準(zhǔn)，該來自第一軸線的光自長波長穿透濾光片F(xiàn)3及F2反射。在圖2D中沿軸線C的角度顯示為相對于表面36的法線的角度而標(biāo)示為α，且在入射表面36及任何入射軸線Α、Β及C之間，而落在平面Pl內(nèi)。在本揭示案的情境中，入射角度α被認為是平面內(nèi)(in-plane)角度。
[0085]除了在平面Pl中相對于進入光的傾斜入射，濾光設(shè)備40相對于平行于平面Pl的軸線也有傾斜量。有利的是，此傾斜可調(diào)整，且給予濾光設(shè)備40能力去控制合成光束50的長寬比。如此調(diào)整在成份光束之間的距離，即圖1A中顯示的廢置空間24。圖4的透視圖顯示用于調(diào)整傾斜的傾斜軸52。傾斜軸52平行于包含光軸A、B及C的平面(圖2D及2E中的平面P1)。繞傾斜軸52的旋轉(zhuǎn)改變了入射表面36相對于光沿軸線A、B及C的入射角度，并對于波長λ I的光從長波長穿透前濾光片F(xiàn)3及長波長穿透后濾光片F(xiàn)2反射的角度產(chǎn)生相應(yīng)改變。在一實施例中，諸如在結(jié)合設(shè)備60的初始校準(zhǔn)及設(shè)定期間，隨同濾光設(shè)備40所提供的裝配硬件允許繞傾斜軸52旋轉(zhuǎn)調(diào)整。一或更多個吸收器56也可隨濾光設(shè)備40旋轉(zhuǎn)時繞傾斜軸52旋轉(zhuǎn)。
[0086]圖5的剖面圖顯示繞傾斜軸52傾斜對成份光束50的影響。在圖5頂部所示，有第一傾角Θ1，其中傾角Θ I是相對于一法線(在圖5的表示圖中垂直)的傾角，而輸出光束22a、22b及22c以廢置空間24的量間隔開。如在圖5下方部分所示，若傾斜至一較小傾角Θ 2，則因此減少在輸出光束22a、22b及22c之間的廢置空間24的量。如此改變光束50的長寬比，該長寬比可以例如由濾光設(shè)備40形成的合成光束的X對y的比例或高對寬的比例表示。作為參考，傾角Θ I及Θ 2是相對于圖2D的平面Pl的一垂直線而傾斜，該垂直線在圖5中顯示為虛線LI。在圖5的剖面圖中平面Pl正交于頁面，且沿A、B及C軸線。
[0087]如圖5所示，以單一傾斜調(diào)整而能改變長寬比的能力，對于塑形合成光束50以輸入至光纖20或其他光學(xué)裝置為有利的。舉例而言，圖6A及圖6B顯示自具有三個激光的設(shè)備所量測到的能量強度空間分布，該具有三個激光的設(shè)備以兩不同傾角使用濾光設(shè)備40。如圖6B所示，使用較小傾角Θ來壓縮或去除成份輸出光束之間的廢置空間。作為比較，圖6A及圖6B的各者中的圓圈代表光纖的適當(dāng)數(shù)值孔徑(N.A.)。
[0088]使用具有濾光片F(xiàn)1-F4的濾光設(shè)備40的進一步優(yōu)點，是關(guān)于使用超過3個激光的能力，而不能使用超過3個激光是針對(諸如)圖1A及圖1B先前所描述的常規(guī)裝置的現(xiàn)有限制性。參看圖7的透視圖及圖8的側(cè)視圖，結(jié)合設(shè)備60在泵浦激光陣列70中有四個激光12a、12b、12c 及 12d。各激光 12a、12b、12c 及 12d 具有相應(yīng)柱狀透鏡 14a、14b、14c 及 14d。自此不同角度視覺地呈現(xiàn)出，光軸A、B、C及D于濾光設(shè)備40的輸入表面垂直地校準(zhǔn)，并在合成光束50中水平地重新校準(zhǔn)。在圖7的視圖中為求清晰而未顯示的選擇性吸收器56，也可提供于此一實施例中。
[0089]應(yīng)理解，使用具有濾光片F(xiàn)1-F4的濾光設(shè)備40，并適當(dāng)?shù)卣{(diào)整長波長穿透前濾光片F(xiàn)3及長波長穿透后濾光片F(xiàn)2的大小，可增加額外的激光，即超過4個。圖9及圖10分別顯示在泵浦激光陣列70中具有五個激光12a、12b、12c、12d&12e的結(jié)合設(shè)備60的透視圖及側(cè)視圖。各激光12a、12b、12c、12d及12e具有相應(yīng)柱狀透鏡14a、14b、14c、14d及14e，并沿其相應(yīng)軸線A、B、C、D或E導(dǎo)引光。在圖9及圖10的實施例中，激光12e不受長波長穿透濾光片F(xiàn)3及F2的保護。此為可能的實施例，但需要短波長穿透濾光片F(xiàn)4及選擇性的短波長穿透濾光片F(xiàn)l具有對于具激光波長λ 2的反饋光的高阻絕率。
[0090]圖11的透視圖顯示另一實施例，其中該輸出合成光束50反射自長波長穿透后濾光片F(xiàn)2，且其中短波長穿透濾光片F(xiàn)4共面于短波長穿透濾光片F(xiàn)l及長波長穿透濾光片F(xiàn)3。在此實施例中，后表面54可被長波長穿透濾光片F(xiàn)2部分或完全覆蓋。短波長穿透濾光片F(xiàn)l及F4可選擇性地合并以形成單一濾光片，該單一濾光片具有足夠的長度用以過濾入射光及輸出光。此實施例可以針對圖2C-2E的實施例所描述的相同方式，提供超出堆迭濾光片的效果，并可對封包(packaging)及光徑折迭(folding)有所助益。然而，此實施例不允許在不同時改變輸出合成軸線C2的角度(相對于垂直平面P2)下調(diào)整合成光束50的長寬比。
[0091]本發(fā)明的結(jié)合設(shè)備60提供一些特征，以及優(yōu)于用于合并多個激光源以形成單一合成光束的常規(guī)解決方案的優(yōu)點。這些優(yōu)點包括:
[0092](i)沿相同平面定位激光并平行導(dǎo)向激光，以允許使用激光陣列，并從如參考圖1B所述的用于早期激光二極管配置的梯級高度(stepped height)需求，簡化了激光校準(zhǔn)。
[0093](ii)使用低成本的透明板，諸如具有濾光涂層的玻璃板。薄膜涂層的使用允許對進入光束呈現(xiàn)非常銳利的邊緣，而減少散射或其他效應(yīng)。
[0094](iii)可調(diào)整的長寬比，例如之前針對圖4至圖6B所述。
[0095](iv)可調(diào)整規(guī)模，激光的數(shù)目可變，至少兩個激光或更多，包括有使用4個或更多個激光的實施例，如參考圖7及圖8所述。
[0096](V)改善熱穩(wěn)定性，因為所有泵浦激光透過相同濾光片組件來導(dǎo)引光。
[0097](vi)對于光的干擾波長的內(nèi)建保護，特別是免受泵浦激光所發(fā)出的泄出光。
[0098](vii)經(jīng)簡化的制造及校準(zhǔn)。
[0099](viii)改善的組件壽命。比起常規(guī)的單一濾光片或堆迭濾光片配置，壽命的改善同時適用于泵浦激光本身以及濾光片表面F1、F2、F3及F4。例如，薄膜濾光片優(yōu)于其他濾光片類型之處是具有對于激光的高破壞臨界值。
[0100]制造
[0101]濾光設(shè)備40的透明板42 —般是玻璃板，根據(jù)所欲的激光波長適當(dāng)?shù)剡x擇該透明板?？墒褂闷渌耐该鞑馁|(zhì)，包括例如結(jié)晶材質(zhì)和塑膠。常規(guī)的裝配技術(shù)可用以將濾光設(shè)備40定位為相對于該所發(fā)出的激光光束成一適當(dāng)傾斜的平面內(nèi)角度α，如之前參看圖2C及圖2D所描述的。平面內(nèi)角度α由被用為透明板42或其他透明體的所選玻璃或其他透明塊狀材質(zhì)的折射率η所決定。
[0102]長波長穿透前濾光片F(xiàn)3及長波長穿透后濾光片F(xiàn)2經(jīng)形成或處置以反射具有第一較短波長λ I (在此指泵浦光波長)的光，并透射具有第二較長波長λ 2 (在此指泵浦激光波長)的光。在一實施例中濾光片F(xiàn)3及F2能形成自二向色涂層，優(yōu)點在于提供一具備高度濾光選擇性、反射性及透射特性的極薄表面。用于提供一指定光譜特性的薄層二向色涂層的設(shè)計，為薄膜設(shè)計【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員所知，且一般牽涉從一近似設(shè)計開始，透過一系列最佳化而逐漸進階，直到達成所欲的光譜特性。
[0103]一可調(diào)整的機制可得以提供以允許調(diào)整傾角，即圖5中所說明的傾角Θ I及Θ 2。該調(diào)整可以手動進行，或是經(jīng)使用一電動或其他自動化裝置而提供。一鎖定設(shè)備可提供以固定一傾斜調(diào)整。
[0104]如以上所述，結(jié)合設(shè)備60的濾光設(shè)備40合并兩個或兩個以上激光光束以將所述激光光束沿單一輸出軸線導(dǎo)向，且特別適合用于合并來自激光二極管的泵浦激光，在此用途上所發(fā)出光束在一軸線上伸長，允許該些光束被堆迭在一起而形成具有可變長寬比的合成光束。以上所提供的本發(fā)明的實施例描述了濾光設(shè)備40對于合并同時產(chǎn)生的光束的用途。光學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)人員已顯見，濾光設(shè)備40的合并動作可代以用于導(dǎo)引來自具有多個激光的集合的任何非空真子集的光，該些激光的發(fā)射軸沿相同平面。因此，例如，使用單一泵浦激光以于一功率層級透射，而用兩個激光以于一較高功率層級進行泵浦光透射，可能是有用的?；蛘?，可選擇具有不同波長的激光以沿軸線C2透射。
[0105]本發(fā)明已特別參考上述的特定較佳實施例來仔細描述，但應(yīng)理解在如上所述的本發(fā)明的范疇內(nèi)，及如隨附的權(quán)利要求范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可實施不同變化及修改，而并不背離本發(fā)明的范疇。本發(fā)明由權(quán)利要求所定義。
[0106]因此，在此提供一種用于合并激光的設(shè)備及方法，特別適用于使用激光泵浦源，以及其他使用固態(tài)激光源的合并應(yīng)用。
【權(quán)利要求】
1.一種用以提供具有第一波長λ I的泵浦光至激光的設(shè)備，該激光發(fā)出第二波長λ 2，該設(shè)備包含:具有該第一波長λ I的第一激光，該第一激光可通電以將光沿著朝第一方向的第一軸線導(dǎo)引；具有該第一波長λ I的第二激光，該第二激光可通電以將光沿著平行于該第一軸線的第二軸線導(dǎo)引，其中該第一及第二軸線定義第一平面Pl ；及濾光設(shè)備，該濾光設(shè)備經(jīng)配置以形成具有該第一波長λ I的合成光束，該濾光設(shè)備形成于透明體上，該透明體配置在該經(jīng)導(dǎo)引光的路徑中，且該濾光設(shè)備包含:(i)第一濾光片，該第一濾光片形成于該濾光設(shè)備的第一表面上，該第一表面經(jīng)配置與該第一及第二軸線成一斜角，且該第一濾光片透射λ I并反射入2 ；(?)第二濾光片，該第二濾光片形成于該濾光設(shè)備的第二表面上，該第二表面平行于該第一表面，其中該第二濾光片反射λ I并透射入2 ；(iii)第三濾光片，該第三濾光片形成于該濾光設(shè)備的該第一表面上而與該第一濾光片共面，且其中該第三濾光片反射λ I并透射λ 2 ；其中該濾光設(shè)備沿第二平面Ρ2重新校準(zhǔn)該第一及第二軸線，該第二平面Ρ2正交于Pl且平行于該第一方向。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進一步包含第四濾光片，該第四濾光片形成于該濾光設(shè)備的該第二表面上，且該第四 濾光片透射λ I并反射入2。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該濾光設(shè)備的該第一及第二表面實質(zhì)上平行。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該濾光設(shè)備進一步具有一傾斜軸，該傾斜軸平行于該第一平面Ρ1，且其中繞著該傾斜軸的旋轉(zhuǎn)調(diào)整了在該第二平面Ρ2中該經(jīng)重新校準(zhǔn)的第一及第二軸線之間的距離。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述濾光片的至少一者是二向色濾光片。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進一步包含具有該第一波長λI的第三激光，該第三激光可通電以將光沿著平行于該第一軸線的第三軸線導(dǎo)引，且其中該第二濾光片進一步反射來自該第一及第二激光的光，以將該來自該第一及第二激光的光校準(zhǔn)于來自該經(jīng)折射重新導(dǎo)引的第三軸線的光。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進一步包含一或更多個吸收器，所述吸收器經(jīng)配置于緊靠該第一表面、該第二表面或兩者。
8.如權(quán)利要求1或7所述的設(shè)備，進一步包含透鏡，該透鏡朝光纖導(dǎo)引該合成光束。
9.如權(quán)利要求1或7或8所述的設(shè)備，其中該第一及第二波長之差大于約50nm。
10.如權(quán)利要求1或9所述的設(shè)備，其中該第一濾光片是短波長穿透濾光片，而該第二及第三濾光片是長波長穿透濾光片。
11.一種用于提供具有第一波長λ I的泵浦光至激光的設(shè)備，該激光發(fā)出第二波長λ 2，該設(shè)備包含:具有該第一波長λ I的第一激光，該第一激光可通電以將光沿著朝第一方向的第一軸線導(dǎo)引；具有該第一波長λ I的第二激光，該第二激光可通電以將光沿著平行于該第一軸線的第二軸線導(dǎo)引，其中該第一及第二軸線定義第一平面Pl ；及濾光設(shè)備，該濾光設(shè)備經(jīng)配置以形成具有該第一波長λ I的合成光束，該濾光設(shè)備形成于透明體上，該透明體配置在該經(jīng)導(dǎo)引光的路徑中，且該濾光設(shè)備包含:(i)第一短波長穿透濾光片，該第一短波長穿透濾光片形成于該濾光設(shè)備的第一表面上，該第一表面經(jīng)配置與該第一及第二軸線成一斜角，且該第一短波長穿透濾光片透射入I并反射入2 ；(?)第一長波長穿透濾光片，該第一長波長穿透濾光片形成于該濾光設(shè)備的第二表面上，該第二表面平行于該第一表面，其中該第一長波長穿透濾光片反射λ I并透射λ2 ;(iii)第二長波長穿透濾光片，該第二長波長穿透濾光片形成于該濾光設(shè)備的該第一表面上，且其中該第二長波長穿透濾光片反射λ I并透射λ 2 ；其中該濾光設(shè)備沿第二平面Ρ2重新校準(zhǔn)該第一及第二軸線，該第二平面Ρ2正交于Pl且平行于該第一方向。
12.一種用于提供具有第一波長λ I的泵浦光至激光的設(shè)備，該激光發(fā)出第二波長λ 2，該設(shè)備包含:具有該第一波長λ I的第一激光，該第一激光可通電以將光沿著朝第一方向的第一軸線導(dǎo)引；具有該第一波長λ I的第二激光，該第二激光可通電以將光沿著平行于該第一軸線的第二軸線導(dǎo)引，其中該第一及第二軸線定義第一平面Pl ;及濾光設(shè)備，該濾光設(shè)備經(jīng)配置以形成具有該第一波長λ I的合成光束，該濾光設(shè)備形成于透明體上，該透明體配置在該經(jīng)導(dǎo)引光的路徑中，且該濾光設(shè)備包含:(i)第一濾光片F(xiàn)l,該第一濾光片形成于該濾光設(shè)備的第一表面上,該第一表面經(jīng)配置與該第一及第二軸線成一斜角，且該第一濾光片透射λ I并反射入2 ；(?)第二濾光片F(xiàn)2，該第二濾光片形成于該濾光設(shè)備的第二表面上，該第二表面平行于該第一表面，其中F2反射λ I并透射λ 2 ；(iii)第三濾光片F(xiàn)3，該第三濾光片與Fl共面，且該第三濾光片反射λI并透射λ2;(iv)第四濾光片F(xiàn)4，該第四濾光片透射λI并反射λ 2 ；其中該合成光束沿第二平面Ρ2重新校準(zhǔn)該第一及第二軸線，該第二平面Ρ2正交于Pl且平行于該第一方向。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中該濾光設(shè)備進一步具有一傾斜軸，該傾斜軸平行于該第一平面Ρ1，且其中繞著該傾斜軸的旋轉(zhuǎn)調(diào)整了在該第二平面Ρ2中該經(jīng)重新校準(zhǔn)的第一及第二軸線之間的距離。
14.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，進一步包含一或更多個吸收器，所述吸收器經(jīng)配置于緊靠該濾光設(shè)備的該第一表面、該第二表面或兩者。
15.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述濾光片的至少一者是二向色濾光片。
16.一種用于將來自多個激光源的具有第一波長λ I的泵浦光耦合至光纖的設(shè)備，該設(shè)備包含:具有該第一波長λ I的第一激光，該第一激光可通電以將光沿著朝第一方向的第一軸線導(dǎo)引；具有該第一波長λ I的第二激光，該第二激光可通電以將光沿著平行于該第一軸線的第二軸線導(dǎo)引，其中該第一及第二軸線定義第一平面Pl ；及濾光設(shè)備，該濾光設(shè)備經(jīng)配置以形成具有該第一波長λ I的合成光束，該濾光設(shè)備形成于透明體上，該透明體配置在該經(jīng)導(dǎo)引光的路徑中，且該濾光設(shè)備包含:(i)第一濾光片F(xiàn)l,該第一濾光片形成于該濾光設(shè)備的第一表面上,該第一表面經(jīng)配置與該第一及第二軸線成一斜角，且該第一濾光片透射λ I并反射λ 2 ；(?)第二濾光片F(xiàn)2，該第二濾光片形成于該濾光設(shè)備的第二表面上，該第二表面平行于該第一表面，其中F2反射λ I并透射λ 2 ；(iii)第三濾光片F(xiàn)3，該第三濾光片與Fl共面且反射λI并透射λ 2 ；(iv)第四濾光片F(xiàn)4，該第四濾光片透射λI并反射λ2; 其中該濾光設(shè)備沿第二平面Ρ2重新校準(zhǔn)該第一及第二軸線，該第二平面Ρ2正交于Pl且平行于該第一方向；(ν)傾斜軸，該傾斜軸平行于該第一平面Ρ1，且可旋轉(zhuǎn)以調(diào)整在該第二平面Ρ2中該經(jīng)校準(zhǔn)及經(jīng)反射的該重新導(dǎo)向的第一軸線及該經(jīng)重新導(dǎo)向的第二軸線之間的距離；一或更多個吸收器，該吸收器經(jīng)配置于緊靠該第一表面及該第二表面中的一或更多者的至少一部分，以吸收具有第二波長λ 2的光；及結(jié)合透鏡，該結(jié)合透鏡經(jīng)配置以朝該光纖導(dǎo)引該合成光束。
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中該第二波長λ2自泵浦激光發(fā)出，而其中該第一波長λ I及該第二波長λ 2之差大于大約50nm。
18.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中該第一及第二軸線彼此等距離而相距第一距離，且其中所述經(jīng)重新校準(zhǔn)的軸線彼此等距離而相距第二距離，該第二距離小于該第一距離。
19.一種用于提供合成光束作為泵浦光至泵浦激光的方法，該泵浦光具有波長λ?，該泵浦激光發(fā)出第二波長λ 2 ;該方法包含以下步驟:將多個激光通電，以沿著各自的發(fā)射軸導(dǎo)引具有該第一波長λ I的光，所述發(fā)射軸平行延伸而定義第一平面；通過相對于所述發(fā)射軸成一斜角來配置濾光設(shè)備的前表面，形成具有該第一波長入I的合成光束，其中該濾光設(shè)備形成于透明體上，該透明體配置于該經(jīng)導(dǎo)引光的路徑中，且該濾光設(shè)備包含:(i)第一短波長穿透濾光片，該第一短波長穿透濾光片形成于該濾光設(shè)備的第一表面上，該第一表面經(jīng)配置與該第一及第二軸線成斜角，且該第一短波長穿透濾光片透射入I并反射入2 ；(?)第一長波長穿透濾光片，該第一長波長穿透濾光片形成于該濾光設(shè)備的第二表面上，該第二表面平行于該第一表面，其中該第一長波長穿透濾光片反射λ I并透射λ 2 ；(iii)第二長波長穿透濾光片，該第二長波長穿透濾光片形成于該濾光設(shè)備的該第一表面上，且其中該第二長波長穿透濾光片反射λ I并透射λ 2 ；其中該濾光設(shè)備沿第二平面Ρ2重新校準(zhǔn)該第一及第二軸線，該第二平面Ρ2正交于Pl且平行于該第一方向；其中該濾光設(shè)備通過沿第二平面Ρ2重新校準(zhǔn)該第一及第二軸線以形成該合成光束，該第二平面Ρ2正交于平面Pl且平行于該第一方向；及朝光纖導(dǎo)引該合成光束。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，進一步包含以下步驟:依照該濾光設(shè)備的旋轉(zhuǎn)角度的改變，改變所述經(jīng)校準(zhǔn)的各自軸線之間的距離。
21.如權(quán)利要求1、11、12或16所述的設(shè)備，進一步包含:(i)一或更多個吸收器，該吸收器經(jīng)配置于緊靠該第一表面、該第二表面或兩者；及/或(ii)透鏡，該透鏡朝光纖導(dǎo)引該合成光束；及/或(iii)所述`濾光片的至少一者是二向色濾光片。
【文檔編號】H01S3/094GK103563191SQ201280026231
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月31日
【發(fā)明者】維克拉馬·巴提亞, 喬舒亞·M·科布 申請人:康寧公司