光学系统及改进光学系统的方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102891436 A (43)申请公布日 2013.01.23 C N 1 0 2 8 9 1 4 3 6 A *CN102891436A* (21)申请号 201110218047.1 (22)申请日 2011.07.21 H01S 5/40(2006.01) (71)申请人奥兰若技术有限公司 地址英国北安普敦郡 (72)发明人蔡万绍 (74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人柯广华 王洪斌 (54) 发明名称 光学系统及改进光学系统的方法 (57) 摘要 本发明涉及光学系统及改进光学系统的方 法。光学系统包括：多个半导体激光发射器，所。

2、述 多个半导体激光发射器中的每个半导体激光发射 器可操作地耦合到用于对所述半导体激光发射器 发射的光束进行准直的快轴准直光学器件和慢轴 准直光学器件，以使所述多个半导体激光发射器 发射的光束能够成为基本平行光束；以及耦合光 学器件，用于将所述基本平行光束耦合到光纤中， 其中，所述光学系统还包括一个或多个透光介质 片，所述一个或多个透光介质片被布置成，在所述 基本平行光束到达所述耦合光学器件之前，平移 所述基本平行光束中的至少一路光束，以使到达 所述耦合光学器件的所述基本平行光束的总宽度 能够减小。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书8页 附图6页 (19)中华人民共和国国家知识产权。

3、局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 8 页 附图 6 页 1/2页 2 1.一种光学系统，包括： 多个半导体激光发射器，所述多个半导体激光发射器中的每个半导体激光发射器可操 作地耦合到用于对所述半导体激光发射器发射的光束进行准直的快轴准直光学器件和慢 轴准直光学器件，以使所述多个半导体激光发射器发射的光束能够成为基本平行光束；以 及 耦合光学器件，用于将所述基本平行光束耦合到光纤中， 其中，所述光学系统还包括一个或多个透光介质片，所述一个或多个透光介质片被布 置成，在所述基本平行光束到达所述耦合光学器件之前，平移所述基本平行光束中的至少 一路光束，以使到达所述耦合光学器件的所。

4、述基本平行光束的总宽度能够减小。 2.如权利要求1所述的光学系统，其中，所述光学系统还包括多个光束定向装置，所述 多个光束定向装置中的每个光束定向装置可操作地耦合到慢轴准直光学器件以将经所述 慢轴准直光学器件准直后的光束定向到所述耦合光学器件。 3.如权利要求2所述的光学系统，其中，所述一个或多个透光介质片被布置在对应的 光束定向装置与所述耦合光学器件之间。 4.如权利要求3所述的光学系统，其中，所述一个或多个透光介质片被布置成紧跟在 对应的光束定向装置之后。 5.如权利要求2-4中任一项所述的光学系统，其中，所述多个光束定向装置为反射镜。 6.如权利要求1-5中任一项所述的光学系统，其中，所。

5、述一个或多个透光介质片被布 置成使所述基本平行光束尽可能地靠近但不剪切它们。 7.如权利要求1-6中任一项所述的光学系统，其中，所述一个或多个透光介质片涂有 抗反射膜。 8.如权利要求1-7中任一项所述的光学系统，其中，所述一个或多个透光介质片为玻 璃片。 9.如权利要求1-8中任一项所述的光学系统，其中，所述多个半导体激光发射器呈阶 梯状布置。 10.如权利要求1-9中任一项所述的光学系统，其中，所述多个半导体激光发射器中的 每个半导体激光发射器包括一个或多个激光二极管。 11.一种改进光学系统的方法，所述光学系统包括：多个半导体激光发射器，所述多个 半导体激光发射器中的每个半导体激光发射器。

6、可操作地耦合到用于对所述半导体激光发 射器发射的光束进行准直的快轴准直光学器件和慢轴准直光学器件，以使所述多个半导体 激光发射器发射的光束能够成为基本平行光束；以及耦合光学器件，用于将所述基本平行 光束耦合到光纤中，所述方法包括： 插入步骤，在所述光学系统中插入一个或多个透光介质片，所述一个或多个透光介质 片被布置成，在所述基本平行光束到达所述耦合光学器件之前，平移所述基本平行光束中 的至少一路光束，以使到达所述耦合光学器件的所述基本平行光束的总宽度能够减小。 12.如权利要求11所述的方法，其中，所述插入步骤包括： 选择步骤，选择一路光束使其不经过所述一个或多个透光介质片；以及 对准步骤，对。

7、所述一个或多个透光介质片进行位置对准以使所述基本平行光束尽可能 地靠近但不剪切它们。 权 利 要 求 书CN 102891436 A 2/2页 3 13.如权利要求12所述的方法，其中，所选择的一路光束为最下面的一路光束。 14.如权利要求12或13所述的方法，其中，所述对准步骤包括上下移动所述一个或多 个透光介质片和/或左右倾斜所述一个或多个透光介质片。 15.如权利要求11-14中任一项所述的方法，其中，所述光学系统还包括多个光束定向 装置，所述多个光束定向装置中的每个光束定向装置可操作地耦合到慢轴准直光学器件以 将经所述慢轴准直光学器件准直后的光束定向到所述耦合光学器件，所述插入步骤包括。

8、： 在对应的光束定向装置与所述耦合光学器件之间布置所述一个或多个透光介质片，优 选地紧跟在对应的光束定向装置之后布置所述一个或多个透光介质片。 权 利 要 求 书CN 102891436 A 1/8页 4 光学系统及改进光学系统的方法 技术领域 0001 本发明涉及高功率半导体激光发射器封装领域，尤其涉及在高功率半导体激光发 射器封装中光束间隙的减小甚至消除。 背景技术 0002 高功率半导体激光发射器封装提供高的输出功率和小的体积，从而使得其可以很 好地应用到很多领域，这些领域包括：材料处理、医疗器械、电信、印刷等。半导体激光发射 器封装能够耦合到可以用作波导或为光纤激光发射器提供激光腔的光。

9、纤。 0003 在一些高功率半导体激光发射器封装中，例如在多单发射器封装中，呈阶梯状布 置各个半导体激光发射器，各个半导体激光发射器可以包括一个或多个激光二极管。来自 每个半导体激光发射器的光束经过快轴准直透镜、慢轴准直透镜后变为平行光束。为了得 到高的亮度和高的光耦合效率，会使这些平行光束到达用于组合两路或更多路光束的耦合 透镜。当多单发射器封装中包括的发射器数量较多时，可以如图1所示那样布置这些发射 器，这样，来自顶部发射器的光束和来自底部发射器的光束以相互垂直的偏振方向到达偏 振光合束器(Polarization Beam Combiner，PBC)对应的两个入射面，经PBC合束以后再到。

10、 达耦合透镜。图2和图3示出另外的高功率半导体激光发射器封装。在图1所示的封装中 包括十个发射器，在图2所示的封装中包括七个发射器，在图3所示的封装中包括三个发射 器。 0004 由于在多单发射器封装中的各个部件的机械公差、各个发射器发出的光束之间的 差异以及组装过程带来的公差，一般在设计时会预设光束中心线之间的距离(等于光束宽 度加上预设的光束间隙)，即发射器阶梯之间的高度差，预设的光束间隙用于容许这些公 差。当发射器、准直透镜(包括快轴准直透镜和慢轴准直透镜)以及可能还有反射镜等组装 完成后，到达耦合透镜(在存在PBC的情况中，到达PBC)的各个光束之间的间隙为预设的 光束间隙与实际公差之。

11、和或之差。由此可见，各个光束之间的间隙并不是事先确定的。通 过光斑监视屏观察各光束对应的光斑可以发现，在到达耦合透镜之前(在存在PBC的情形 中，在到达PBC之前)，来自相邻半导体激光发射器的光束之间存在间隙g，如图4的上半部 分所示。 0005 在图4的下半部分中，反射镜M1、M2、M3分别将来自半导体激光发射器E1、E2、E3 的光束B1、B2、B3反射到耦合透镜CL。耦合透镜CL然后将这些平行光束聚焦到具有某一 数值孔径(Numeric Aperture，NA)和纤芯直径的光纤F中。 0006 光束之间存在的间隙导致较低的亮度。换言之，在耦合透镜具有相同调焦长度的 情况下从光纤输出的光的。

12、NA性能差，例如，光的发散角大、亮度低。 0007 当多单发射器封装中发射器的数量增加而产品使用者希望保持较好的NA性能 (例如，光的发散角较小、亮度较高)、较小的纤芯直径、较高的耦合效率和较小的封装尺寸 时，上面提到的光束间隙成为关键问题。 0008 因此，需要一种装置和方法，以在光束到达耦合透镜之前(在有PBC的情形中，在 说 明 书CN 102891436 A 2/8页 5 到达PBC之前)减小甚至消除来自相邻半导体激光发射器的光束之间的间隙。 发明内容 0009 为解决上面提到的问题，本发明提供了一种光学系统和用于改进光学系统的方 法。 0010 根据本发明，通过利用透光介质片来实现光。

13、束平移，从而在光束到达耦合透镜之 前(在有PBC的情形中，在到达PBC之前)减小甚至消除各光束之间的间隙。 0011 本发明提供一种光学系统，包括：多个半导体激光发射器，所述多个半导体激光发 射器中的每个半导体激光发射器可操作地耦合到用于对所述半导体激光发射器发射的光 束进行准直的快轴准直光学器件和慢轴准直光学器件，以使所述多个半导体激光发射器发 射的光束能够成为基本平行光束；以及耦合光学器件，用于将所述基本平行光束耦合到光 纤中，其中，所述光学系统还包括一个或多个透光介质片，所述一个或多个透光介质片被布 置成，在所述基本平行光束到达所述耦合光学器件之前，平移所述基本平行光束中的至少 一路光束。

14、，以使到达所述耦合光学器件的所述基本平行光束的总宽度能够减小。 0012 根据本发明的一个或多个实施例，所述光学系统还包括多个光束定向装置，所述 多个光束定向装置中的每个光束定向装置可操作地耦合到慢轴准直光学器件以将经所述 慢轴准直光学器件准直后的光束定向到所述耦合光学器件。 0013 根据本发明的一个或多个实施例，所述一个或多个透光介质片被布置在对应的光 束定向装置与所述耦合光学器件之间。 0014 根据本发明的一个或多个实施例，所述一个或多个透光介质片被布置成紧跟在对 应的光束定向装置之后。 0015 根据本发明的一个或多个实施例，所述多个光束定向装置为反射镜。 0016 根据本发明的一个。

15、或多个实施例，所述一个或多个透光介质片被布置成使所述基 本平行光束尽可能地靠近但不剪切它们。 0017 根据本发明的一个或多个实施例，所述一个或多个透光介质片涂有抗反射膜。 0018 根据本发明的一个或多个实施例，所述一个或多个透光介质片为玻璃片。 0019 根据本发明的一个或多个实施例，所述多个半导体激光发射器呈阶梯状布置。 0020 根据本发明的一个或多个实施例，所述多个半导体激光发射器中的每个半导体激 光发射器包括一个或多个激光二极管。 0021 本发明还提供一种改进光学系统的方法，所述光学系统包括：多个半导体激光发 射器，所述多个半导体激光发射器中的每个半导体激光发射器可操作地耦合到用。

16、于对所述 半导体激光发射器发射的光束进行准直的快轴准直光学器件和慢轴准直光学器件，以使所 述多个半导体激光发射器发射的光束能够成为基本平行光束；以及耦合光学器件，用于将 所述基本平行光束耦合到光纤中，所述方法包括：插入步骤，在所述光学系统中插入一个或 多个透光介质片，所述一个或多个透光介质片被布置成，在所述基本平行光束到达所述耦 合光学器件之前，平移所述基本平行光束中的至少一路光束，以使到达所述耦合光学器件 的所述基本平行光束的总宽度能够减小。 0022 根据本发明的一个或多个实施例，所述插入步骤包括：选择步骤，选择一路光束使 其不经过所述一个或多个透光介质片；以及对准步骤，对所述一个或多个透。

17、光介质片进行 说 明 书CN 102891436 A 3/8页 6 位置对准以使所述基本平行光束尽可能地靠近但不剪切它们。 0023 根据本发明的一个或多个实施例，所选择的一路光束为最下面的一路光束。 0024 根据本发明的一个或多个实施例，所述对准步骤包括上下移动所述一个或多个透 光介质片和/或左右倾斜所述一个或多个透光介质片。 0025 根据本发明的一个或多个实施例，所述光学系统还包括多个光束定向装置，所述 多个光束定向装置中的每个光束定向装置可操作地耦合到慢轴准直光学器件以将经所述 慢轴准直光学器件准直后的光束定向到所述耦合光学器件，所述插入步骤包括：在对应的 光束定向装置与所述耦合光学。

18、器件之间布置所述一个或多个透光介质片，优选地紧跟在对 应的光束定向装置之后布置所述一个或多个透光介质片。 0026 因为在本发明中通过利用透光介质片来实现光束平移，所以总的光束宽度能够被 显著减小，从而输入到光纤的光的亮度和从光纤输出的光的亮度能够被显著增加。另外，通 过利用透光介质片来实现光束平移，还使得反射镜本身及其安装的公差可以较为宽松。 附图说明 0027 通过结合以下附图，并且参考以下对具体实施方式的详细说明，可以对本发明有 更透彻的理解。 0028 图1-图3示出一些典型的高功率半导体激光发射器封装。 0029 图4示出的是相邻半导体激光发射器的光束之间存在间隙的示意图。 0030。

19、 图5示出的是来自多单发射器封装中呈阶梯状布置的两个相邻半导体激光发射 器的光束经其对应的反射镜反射后的示意图。 0031 图6示出的是光束在垂直方向上展宽的示意图。 0032 图7示出的是根据本发明的一个实施例利用透光介质片实现光束平移的示意图。 0033 图8示出的是根据本发明的另一个实施例利用透光介质片实现光束平移的示意 图。 0034 图9示出的是计算通过透光介质片实现的光束平移量的示意图。 0035 图10示出的是根据本发明的又一个实施例利用透光介质片实现光束平移的示意 图。 0036 图11示出的是根据本发明的一个实施例通过光斑监视屏观察到的不同时刻的光 斑的示意图。 0037 图。

20、12示出的是根据本发明的一个实施例安装透光介质片的示意图。 具体实施方式 0038 通过附图、作为举例而不是限制来说明本文所述的本发明的实施例。为了说明的 简洁和清楚起见，图中所示的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些元件的尺 寸可能相对于其它元件经过放大。另外，在认为适当的情况下，附图中重复参考标号，以表 示对应或相似的元件。说明书中提到本发明的“一个实施例”或“实施例”表示结合该实施 例所述的具体特征、结构或特性包含在本发明的至少一个实施例中。因此，词语“在一个实 施例中”在本说明书的各个位置的出现不一定都表示同一个实施例。 0039 图5示出的是来自多单发射器封装中呈阶梯状布置。

21、的两个相邻半导体激光发射 说 明 书CN 102891436 A 4/8页 7 器的光束经其对应的反射镜反射后的示意图。如图5所示，半导体激光发射器501、503分 别位于热沉502、504上，每个半导体激光发射器发射的光束经过快轴准直透镜(图中未示 出)、慢轴准直透镜(图中未示出)后变为平行光束。反射镜505、506分别将半导体激光发 射器501、503的准直后的光束反射到耦合透镜(图中未示出)，在图5中示出相邻光束中心 线之间的距离507。 0040 正如之前提到的，由于在多单发射器封装中的各个部件的机械公差、各个发射器 发出的光束之间的差异以及组装过程带来的公差，一般在设计时会预设光束中。

22、心线之间的 距离，即发射器阶梯之间的高度差，用于容许这些公差。当发射器、准直透镜(包括快轴准 直透镜和慢轴准直透镜)以及可能还有反射镜等组装完成后，到达耦合透镜(在存在PBC 的情况中，到达PBC)的各个光束之间的间隙为预设的光束间隙与实际公差之和或之差。由 此可见，到达耦合透镜的各个光束之间的间隙并不是事先确定的。 0041 为了在光束到达耦合透镜之前(在有PBC的情形中，在到达PBC之前)减小甚至 消除来自相邻半导体激光发射器的光束之间的间隙，本发明提供了一种解决方案：至少在 相邻半导体激光发射器之一发射的光束到达耦合透镜之前，先使其经过适当安装的一个或 多个透光介质片以实现光束平移。对透。

23、光介质片的要求是：光透过率高，优选地带抗反射膜 或增透膜，从而使得因透光介质片反射光束和吸收光束而造成的功率损耗尽可能地低；与 空气相比具有较大的折射率，从而能够实现较好的光束平移。在满足上述要求的透光介质 片中，玻璃因其低廉的成本和成熟的工艺而常被选用，但透光介质片并不仅限于玻璃。 0042 透光介质片可以被布置在反射镜和耦合透镜之间，当存在PBC时，透光介质片可 以被布置在反射镜和PBC之间。透光介质片与反射镜之间的距离确保二者不会接触。当透 光介质片与反射镜之间的距离较远时，由于光束发散导致光束间隙变小，因此透光介质片 对于光束间隙的减小甚至消除效果相比二者距离较近时的效果要小。图6示出。

24、的是光束在 垂直方向上展宽的示意图。如图6所示，因为光束在垂直方向上展宽且具有一定角度的发 散角(例如，在0.3度到0.5度的范围内)，所以利用透光介质片来减小甚至消除相邻光束 之间的间隙而没有削切相邻光束的优选方式是紧跟在反射镜之后布置透光介质片但不接 触反射镜。 0043 根据估计的光束间隙来选择具有合适材料、合适厚度的透光介质片，从反射镜的 一侧(通常为上方)插入透光介质片，然后进行位置对准以使光束尽可能地靠近但没有剪 切光束。位置对准主要包括上下移动透光介质片和/或左右倾斜透光介质片。在位置对准 期间，例如用摄像机监视各光束对应的光斑和/或例如用功率计监视总功率以知道最佳位 置在哪里。。

25、在插入透光介质片之前，通过监视光斑可以知道光束之间的原始间隙。在插入 透光介质片并调节其位置与角度后，通过监视光斑可以知道光束平移的效果如何。通过监 视在插入透光介质片之后光束的总功率可以知道透光介质片是否挡住了相邻的光束。 0044 值得推荐的是，留有裕度以避免透光介质片剪切光束。裕度是指透光介质片端面 与相邻光束间不能靠得太近，不仅要不挡光，还要有一定的间隔，防止在对器件进行完剩余 工序(例如，烘烤等)后光束与透光介质片相对位置发生一些微小的变化而造成挡光。 0045 根据具体光路设计的需要，选定其中某一路光束直走，即该路光束不经过透光介 质片，其余光束则利用透光介质片实现平移来靠近该路光。

26、束。由于相邻光束之间的间隙并 非预先确定的，所以根据预期要求的光束平移量可以设计出几个满足不同偏移量的透光介 说 明 书CN 102891436 A 5/8页 8 质片。 0046 图7示出的是根据本发明的一个实施例利用透光介质片实现光束平移的示意图。 在该实施例中，共有五路光束B1、B2、B3、B4、B5分别经反射镜M1、M2、M3、M4、M5反射。根 据具体光路设计的需要，选定光束B4直走，其余光束则利用透光介质片实现平移来靠近光 束B4。通过紧跟在反射镜M1、M2、M3、M5之后分别插入透光介质片T1、T2、T3、T5并确保所 插入的透光介质片不与各反射镜接触，由每个反射镜反射的光束在到。

27、达耦合透镜CL时，其 光束中心彼此更加靠近、光束展宽并且彼此部分重叠，从而可以消除相邻光束之间的间隙。 这可以从图7的上半部分看出，该部分示出的是通过光斑监视屏观察到的在插入透光介质 片之前和之后光束所对应的光斑。 0047 图8示出的是根据本发明的另一个实施例利用透光介质片实现光束平移的示意 图。在该实施例中，共有三路光束B1、B2、B3分别经过反射镜M1、M2、M3反射。根据具体光 路设计的需要，选定光束B2直走，其余光束则利用透光介质片实现平移来靠近光束B2。如 图8所示，通过在反射镜M1、M3与耦合透镜CL之间插入透光介质片T1、T3并确保所插入的 透光介质片不与各反射镜接触，由每个反。

28、射镜反射的光束在到达耦合透镜时，其光束中心 彼此更加靠近，从而可以有效减小相邻光束之间的间隙。这可以从图8的上半部分看出，该 部分示出的是通过光斑监视屏观察到的在插入透光介质片之前和之后光束所对应的光斑。 0048 光束平移量的计算 0049 图9示出的是计算通过透光介质片实现的光束平移量的示意图，其中示出透光介 质片T、入射光束B in 、出射光束B out 和光束平移量h。下面将结合图9来说明如何计算通 过透光介质片实现的光束平移量。透光介质片对光束产生的平移量与光束相对于透光介质 片的夹角、透光介质片介质的光折射率以及透光介质片的厚度这三个因素有关。 0050 光束平移量h计算公式如下：。

29、 0051 hsin(-)*(d/cos) 0052 其中，为光束从空气到透光介质片介质的入射角：90-，为入射光 束与透光介质片表面的夹角； 0053 为折射角：arcsin(sin()/n)，其中n为透光介质片介质的光折射率； 以及 0054 d为透光介质片的厚度。 0055 如表1所示，当选择光折射率n1.55、厚度为1000微米的透光介质片时，若入 射光束与透光介质片表面的夹角75，则通过透光介质片实现的光束平移量h 95.2微米。 0056 表1 0057 说 明 书CN 102891436 A 6/8页 9 0058 由于在多单发射器封装中相邻半导体激光发射器的光束之间的间隙并非等。

30、距的， 有些间隙可能较大，而有些间隙可能较小，因此，需要根据不同间隙来选择对应的光束平移 量。为此，需要准备厚度不同的透光介质片，并且在需要时在安装每一个透光介质片时调整 其相对于光束的倾斜角，以得到所需要的光束平移量。 0059 图10示出的是根据本发明的又一个实施例利用透光介质片实现光束平移的示意 图。在该实施例中，共有三路光束B1、B2、B3。根据具体光路设计的需要，选定光束B3直走， 其余光束则利用透光介质片实现平移来靠近光束B3。通过使光束B1经过约1000微米厚、 约16度倾斜的透光介质片T1、T2并且使光束B2经过透光介质片T2之后，因为在每个透光 介质片中发生了约100微米的平。

31、移，所以相邻光束中心线之间的距离从约300微米减小为 约200微米，从而使得总的光束宽度减小。 0060 在其它配置保持不变的情况下，到达耦合透镜的光束总宽度的减小，将使NA性能 更好，例如光纤输出光束的发散角更小、亮度更高，即更高比例的功率在更小的数值孔径内 输出。或者，在保持相同NA性能的情况下，使得可以减小耦合透镜以及慢轴准直透镜的焦 距，从而可以减小封装尺寸。 0061 图11示出的是根据本发明的一个实施例通过光斑监视屏观察到的不同时刻的光 斑的示意图。11A示出的是在光束到达透光介质片之前所观察到的光斑，可以看出，光束之 间存在间隙。11B示出的是在经过合适安装的透光介质片之后所观察。

32、到的光斑，可以看出， 光束之间的间隙被消除。11C示出的是在减小了耦合透镜的调焦长度和慢轴准直透镜的调 焦长度以及快轴准直透镜与耦合透镜之间的距离后所观察到的光斑。 0062 透光介质片的安装 0063 由于使用透光介质片的目的是减小甚至消除光束间隙从而使光束互相靠近，因 此，一般会让一路光束不平移，别的光束则利用透光介质片实现平移来向它靠近。而且，由 于实际应用中从上向下安装透光介质片会比较容易方便且有充足的空间，所以可以使最下 面的一路光束不经过平移，别的光束依次向下平移来实现光束间隙的减小甚至消除。 0064 图12示出的是根据本发明的一个实施例安装透光介质片的示意图，其中功率计 120。

33、1监视总功率，光斑监视屏1202监视光斑。以包括四个单发射器的多单发射器封装为 例，在该封装中，每个半导体激光发射器发射一路光束，共四路光束。如图12所示，假设透 光介质片T1已安装好，现在安装透光介质片T2。首先，根据光斑监视屏上看到的光斑S2 与S3之间的间隙大小，选择具有合适厚度的透光介质片，即为透光介质片T2。光束间隙大 则选择厚度大的透光介质片，光束间隙小则选择厚度小的透光介质片。然后，从上往下移动 透光介质片T2。透光介质片T2初始的朝向是保持其下端面与光束平行的方向。透光介质 说 明 书CN 102891436 A 7/8页 10 片T2与反射镜M3的距离确保透光介质片T2不会接。

34、触反射镜M3即可，即使透光介质片T2 进行一定的倾斜度调整也不会接触反射镜M3。然后，从初始位置往下移动透光介质片T2。 当透光介质片T2切入光束B1时，一方面会看到监视到的总功率减小，另一方面会看到光斑 S1部分消失。继续往下移动透光介质片T2，会看到光斑S1继续消失，光斑S2也可能开始 消失，监视到的总功率进一步减小。随后，先是光斑S1，接着光斑S2在下方新的位置出现并 逐渐变得完整，监视到的总功率也逐渐恢复。当光斑S1、S2完全出现以后，说明透光介质片 T2已经完全穿过光斑S1、S2。 0065 继续往下移动透光介质片T2。当发现透光介质片T2开始剪切光斑S3时，即观察 到光斑S3开始部。

35、分消失或总功率开始减小时，从这一位置开始将透光介质片向上退回一 定的距离(例如，20微米)，这一距离是确保透光介质片T2不会剪切光束B3的第一裕度， 记下这时透光介质片T2的位置，称为第一位置。 0066 继续从第一位置往上移动透光介质片T2并注意移动距离，当发现光斑S2开始部 分消失或是监视到的总功率减少时(这说明光束B2开始从透光介质片T2的底部泄漏)，记 下这时透光介质片的位置，称为第二位置。从第一位置到第二位置的距离记为D1。 0067 (1)如果D1约等于某一设定的第二裕度(例如，20微米，这一裕度是确保光束B2 不会从透光介质片T2的底面泄漏)，则向下移动透光介质片T2回到第一位置。

36、，这就是透光 介质片T2的最终位置，固定透光介质片T2，安装完成。 0068 (2)如果D1小于该设定的第二裕度，则要更换具有更小厚度的透光介质片，并重 复前面的所有步骤。如果没有具有更小厚度的透光介质片可以更换，则说明光束间隙太小， 不适合用透光介质片来减小光束间隙，即此处不采用透光介质片。 0069 (3)如果D1大于该设定的第二裕度，则根据D1与第二裕度之间的差值可以判断是 要更换更厚的透光介质片还是需要旋转透光介质片T2的倾角，即增大其与光束间的夹角。 如果是要旋转透光介质片T2，则根据由D1估算出的旋转角度，旋转透光介质片T2。然后再 重复前面所有步骤，直到前面提及的两个裕度即第一裕。

37、度和第二裕度合适，固定透光介质 片T2，安装完成。 0070 为降低因为透光介质片对光束的反射而造成的损耗，通常在透光介质片的表面上 涂有抗反射镀膜，这里可以假设涂有抗反射镀膜的透光介质片的光透过率为99.8，即反 射率为0.2。另外，光束在透光介质片介质中传播时，因为透光介质片会吸收光，所以会造 成吸收损耗。不过，因为透光介质片介质的吸收率低，再加上透光介质片的厚度一般很小， 所以吸收损耗相当小，这里可以忽略不计。表2示出了插入透光介质片后的功率损耗计算。 0071 表2 说 明 书CN 102891436 A 10 8/8页 11 0072 0073 这里，功率是归一化的功率，无单位。在表。

38、2中，假设在插入透光介质片之前的总 功率为1，并且假设每个发射器的功率一样，则每个发射器的功率为0.2。表面数量是指光 束穿过透光介质片表面的数量。例如，如果光束穿过一个透光介质片，即光束经过了该透光 介质片的前后共两个表面，则表面数量为2。这里的表面其实是指透光介质片介质与空气介 质的交界面。如表2所示，插入透光介质片后的功率损耗约为总功率的0.5。 0074 以上通过特定的实施例对本发明进行了详细的描述，但本发明并不限于上述实施 例。在不脱离本发明范围的前提下，可以对本发明进行各种修改和变更。本发明的范围由 所附权利要求书限定。 说 明 书CN 102891436 A 11 1/6页 12 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102891436 A 12 2/6页 13 图3 图4 说 明 书 附 图CN 102891436 A 13 3/6页 14 图5 图6 说 明 书 附 图CN 102891436 A 14 4/6页 15 图7 图8 说 明 书 附 图CN 102891436 A 15 5/6页 16 图9 图10 说 明 书 附 图CN 102891436 A 16 6/6页 17 图11 图12 说 明 书 附 图CN 102891436 A 17 。