激光模组、激光器件、激光插缝合束系统及方法

技术领域

本申请涉及激光整形输出技术领域，具体而言，涉及一种激光模组、激光器件、激光插缝合束系统及方法。

背景技术

叠加光斑扫描是常用的一种光扫描应用技术。现有激光雷达应用叠加光斑主要通过衍射元件或摆动光源实现，采用衍射元件时，借助不相干光相互独立照射在远场产生互不干涉的衍射图案，实现插缝合束。通过摆动光源使光源以不同的角度照射，不同角度的光束实现插缝合束。

但是衍射元件实现点状光斑叠加时，对光源波长及光源类型有限制要求；通过光源摆放角度实现光斑叠加会增大整个光学系统结构，使结构不紧凑，出光口尺寸大。

发明内容

本申请的目的在于提供一种激光模组、激光器件、激光插缝合束系统及方法，能够将激光光源出射的激光束分束出射，并形成多种光斑叠加合束，且结构紧凑。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例的一方面，提供一种激光模组，包括激光光源，以及设置在激光光源的出光侧的微透镜阵列，微透镜阵列的入射面为双曲面，微透镜阵列用于将入射的激光束呈夹角分束出射。

可选地，微透镜阵列至少包括沿垂直于主光轴的第一方向排列设置的第一微透镜组和第二微透镜组，第一微透镜组中的第一微透镜与第二微透镜组中的第二微透镜的中心曲率和圆锥度均不相同，第一微透镜组和第二微透镜组分别将入射的激光束呈不同夹角分束。

可选地，沿垂直于主光轴的第一方向，第一微透镜组和第二微透镜组交替设置有多组。

可选地，第一微透镜组包括有至少一个沿第一方向依次排布的第一微透镜，和/或，第二微透镜组包括有至少一个沿第一方向依次排布的第二微透镜。

可选地，第一方向为激光光源出射的激光束的慢轴方向。

可选地，微透镜阵列为包括第一微透镜组和第二微透镜组的二维阵列。

可选地，第一微透镜组包括多个入射面沿第一方向呈弧面的柱面镜，第二微透镜组包括多个入射面沿第二方向呈弧面的柱面镜；或者，第一微透镜组包括入射面沿第一方向呈第一中心曲率和第一圆锥度并沿第二方向呈第二中心曲率和第二圆锥度的双曲弧面镜，第二微透镜组包括入射面沿第一方向呈第二中心曲率和第二圆锥度并沿第二方向呈第一中心曲率和第一圆锥度的双曲弧面镜。

可选地，在激光光源与微透镜阵列之间还依次设置有快轴准直镜和慢轴扩束压缩镜。

本申请实施例的另一方面，提供一种激光器件，包括上述的激光模组，在激光模组的微透镜阵列的入光侧设置有切割重排镜组，切割重排镜组包括有相对设置且相互平行的第一反射面和第二反射面，第一反射面与激光光源出射的激光束的方向呈预设夹角，第一反射面用于反射激光光源出射的激光束的一部分至第二反射面，第二反射面将激光束的一部分反射入微透镜阵列，激光束的另一部分直接入射微透镜阵列。

可选地，切割重排镜组包括六面棱镜，第一反射面和第二反射面分别位于六面棱镜的相对两侧面；或者，切割重排镜组包括第一反射镜和第二反射镜，第一反射面和第二反射面分别位于第一反射镜和第二反射镜相对的表面。

可选地，切割重排镜组包括至少两组，至少两组切割重排镜组沿主光轴方向依次设置，激光光源出射的激光束的一部分划分为至少两束，至少两束分别入射每一组切割重排镜组的第一反射面。

本申请实施例还提供一种激光插缝合束系统，包括至少两组上述的激光器件，至少两组激光器件中的激光光源出射的激光束相互平行，至少两组激光器件中的切割重排镜组依次设置，切割重排镜组的第二反射面插缝设置以在至少两组激光器件的微透镜阵列的入光侧形成合束光。

可选地，激光器件包括两组，两组激光器件中的激光光源出射的激光束相互平行；两组激光器件中的切割重排镜组的第二反射面依次插设且相互垂直或平行，以在两组激光器件的微透镜阵列的入光侧形成合束光。

本申请实施例还提供一种激光插缝合束方法，应用于至少两组上述的激光器件的激光插缝合束，方法包括至少两组激光器件的激光光源分别沿同一方向出射激光束；每一组激光器件的切割重排镜组将接收的激光束分束出射；通过切割重排镜组的第二反射面之间的插设位置，使得分束出射的激光束之间插缝合束，以在微透镜阵列的入光侧形成合束光。

本申请实施例还提供一种激光插缝合束方法，应用于上述的激光插缝合束系统的激光插缝合束，方法包括至少两组激光器件的激光光源分别沿同一方向出射激光束；每一组激光器件的切割重排镜组将接收的激光束分束出射；通过切割重排镜组的第二反射面之间的插设位置，使得分束出射的激光束之间插缝合束，以在微透镜阵列的入光侧形成合束光。

本申请实施例的有益效果包括：

本申请实施例提供的激光模组、激光器件、激光插缝合束系统及方法，在激光光源的出光侧设置微透镜阵列，微透镜阵列的入射面为双曲面，激光光源出射的激光束入射微透镜阵列，微透镜阵列可将激光束呈夹角分束出射，以得到不同类型的光斑。微透镜阵列的入射面为双曲面，双曲面的参数设置不同时，将激光束分束得到的光斑图案不同，通过不同的微透镜阵列，得到的光斑形式多样，可适用不同的需求，灵活性高；并且，仅设置微透镜阵列即可实现激光束的分束，使得激光模组结构紧凑、尺寸小，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的激光模组的结构示意图之一；

图2为本申请实施例提供的激光模组中第一微透镜的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的激光模组中第二微透镜的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的激光模组形成的光斑示意图之一；

图5为本申请实施例提供的激光模组形成的光斑示意图之二；

图6为本申请实施例提供的激光模组的结构示意图之二；

图7为本申请实施例提供的激光模组的结构示意图之三；

图8为本申请实施例提供的激光模组的分束光路图之一；

图9为图8的分束光路中形成的光斑示意图之一；

图10为图8的分束光路中形成的光斑示意图之二；

图11为本申请实施例提供的激光模组中微透镜阵列单排排列的结构示意图之一；

图12为本申请实施例提供的激光模组中微透镜阵列单排排列的结构示意图之二；

图13为本申请实施例提供的激光模组中微透镜阵列单排排列的结构示意图之三；

图14为本申请实施例提供的激光模组中微透镜阵列单排排列的结构示意图之四；

图15为本申请实施例提供的激光模组中微透镜阵列二维阵列的结构示意图之一；

图16为本申请实施例提供的激光模组中微透镜阵列二维阵列的结构示意图之二；

图17为本申请实施例提供的激光器件的结构示意图之一；

图18为本申请实施例提供的激光器件的六面棱镜结构示意图；

图19为本申请实施例提供的激光器件的结构示意图之二；

图20为本申请实施例提供的激光器件的局部结构示意图之一；

图21为本申请实施例提供的激光器件的局部结构示意图之二；

图22为图18的光路形成的光斑示意图；

图23为本申请实施例提供的激光插缝合束系统的结构示意图之一；

图24为本申请实施例提供的激光插缝合束系统的局部结构示意图之一；

图25为图24的光路形成的光斑示意图；

图26为本申请实施例提供的激光插缝合束系统的局部结构示意图之二；

图27为本申请实施例提供的激光插缝合束方法的流程示意图；

图28为本申请实施例提供的激光插缝合束系统的结构示意图之二；

图29为本申请实施例提供的插缝合束原理示意图；

图30为图29的插缝合束光路形成的光斑示意图。

图标：10-微透镜阵列；101-第一激光束；102-第二激光束；103-第三激光束；110-第一微透镜；120-第二微透镜；130-第三微透镜；20-快轴准直镜；30-慢轴扩束压缩镜；40-反射镜；41-第一反射面；42-第二反射面；F1-第一方向；F2-第二方向；a1、a2-夹角。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参照图1，本申请实施例提供一种激光模组，包括激光光源(图1中未示出)，以及设置在激光光源的出光侧的微透镜阵列10，微透镜阵列10的入射面为双曲面，微透镜阵列10用于将入射的激光束呈夹角分束出射。

激光光源出射激光束，激光束入射微透镜阵列10的入射面，入射面为双曲面，激光束经双曲面后呈夹角分束。并且，双曲面的参数设置不同时，激光束经不同的双曲面后可呈不同的夹角分束出射。

其中，双曲面的参数包括但不限于双曲面的中心曲率和圆锥度。

本申请实施例中对于激光光源的具体选择也不做限定，示例地，可采用半导体激光器作为激光光源。

需要说明的是，本申请实施例中，对于微透镜阵列10的出光面的面型和参数不做具体限定，示例的，如图6所示，微透镜阵列10的出光侧为凹面，从而能够对经过所述微透镜阵列10的光束进行扩束，又例如，如图7所示，微透镜阵列10的出光侧为凸面，凸面对经过所述微透镜阵列10的光束进行汇聚和匀光作用，再例如，如图1所示，微透镜阵列10的出光侧为平面，出光侧为平面面型的微透镜阵列10随不具有对激光束的进一步的调节作用，但其加工工艺简单，加工良率高，因此，对于微透镜阵列10的出光面的面型和参数，本申请实施例中不做具体限定，本领域技术人员可以根据对于激光束的实际需要进行具体的设置。

本申请实施例提供的激光模组，在激光光源的出光侧设置微透镜阵列10，微透镜阵列10的入射面为双曲面，激光光源出射的激光束入射微透镜阵列10，微透镜阵列10可将激光束呈夹角分束出射，以得到不同类型的光斑。微透镜阵列10的入射面为双曲面，双曲面的参数设置不同时，将激光束分束得到的光斑图案不同，通过不同的微透镜阵列10，得到的光斑形式多样，可适用不同的需求，灵活性高；并且，仅设置微透镜阵列10即可实现激光束的分束，使得激光模组结构紧凑、尺寸小，成本低。

进一步地，微透镜阵列10至少包括沿垂直于主光轴的第一方向F1排列设置的第一微透镜组和第二微透镜组，第一微透镜组中的第一微透镜110与第二微透镜组中的第二微透镜120的中心曲率和圆锥度均不相同，第一微透镜组和第二微透镜组分别将入射的激光束呈不同夹角分束出射。

微透镜阵列10至少包括第一微透镜组和第二微透镜组，也就是说，微透镜阵列10可以包括两个微透镜组，也可以包括多个微透镜组。对于每一组微透镜组来说，组内的微透镜具有相同的中心曲率和圆锥度，不同组的微透镜组中的微透镜的中心曲率和圆锥度不同。

如图1所示，第一方向F1为垂直于主光轴的方向，第一微透镜组和第二微透镜组沿第一方向F1排列；当微透镜阵列10包括两个以上的微透镜组时，两个以上的微透镜组也沿第一方向F1排列。这样一来，激光光源出射的激光束能同时入射第一微透镜组和第二微透镜组，或者同时入射两个以上的微透镜组。

以微透镜阵列10包括第一微透镜组和第二微透镜组为例，第一微透镜组具有第一微透镜110，第二微透镜组具有第二微透镜120。并且，第一微透镜110的中心曲率、圆锥度与第二微透镜120的中心曲率、圆锥度均不同。微透镜的中心曲率和圆锥度不同时，经过微透镜分束后的分束光夹角不同，激光束经过一个微透镜被分成两束，则经过第一微透镜110和第二微透镜120后被分束成四束光。因此激光束经第一微透镜组和第二微透镜组后，被分束成四束光，且分束后的四束光呈不同夹角出射。

第一微透镜组可包括多个第一微透镜110，多个第一微透镜110可沿第一方向F1排列设置，多个第一微透镜110也可沿第二方向F2排列设置；第二微透镜组可包括多个第二微透镜120，多个第二微透镜120可沿第一方向F1排列设置，多个第二微透镜120也可沿第二方向F2排列设置，以此形成不同方向出射的分束光。

如图2和图3所示，经第一微透镜110分束的两束光之间的夹角a1，经第二微透镜120分束的两束光之间的夹角a2，由于第一微透镜110和第二微透镜120的中心曲率、圆锥度不同，使得夹角a1和夹角a2不同；这样一来，一束激光束经包括第一微透镜组和第二微透镜组的微透镜阵列10分束后，能够形成四束光束以不同的方向出射。

激光束经微透镜阵列10后可形成如图4所示的两光斑相互分离的图案，分别调整第一微透镜110和第二微透镜120的中心曲率和圆锥度，可改变如图4中出射形成的两光斑的大小、位置和相互关系；例如，可使两光斑部分叠加，形成图5所示的光斑类型。

微透镜阵列10还可包括两个以上的微透镜组。示例地，微透镜阵列10包含三个微透镜组，即在第一微透镜组和第二微透镜组的基础上，还包含第三微透镜组，第三微透镜组包括第三微透镜130，第三微透镜130的中心曲率、圆锥度与第一微透镜110的中心曲率、圆锥度以及第二微透镜120的中心曲率、圆锥度均不同。这样一来，激光束同时入射第一微透镜组、第二微透镜组和第三微透镜组后，可被分成六束光，并以不同的夹角分束出射，以形成不同的光斑类型，依此类推。

如图2和图3所示，第一微透镜110和第二微透镜120的入射面均为双曲面，激光束经双曲面后被分束。

第一微透镜110和第二微透镜120的出射面作为入射面的辅助结构，可具有不同的结构，出射面可为平面、凹面或凸面等，图2和图3中出射面为平面，图6中出射面为凹面，图7中出射面为凸面，出射面具有不同的结构时，可以调节光束的均匀度或者发散角，上述对此已有说明，此处不再赘述。

激光束入射双曲面后，激光束经第一微透镜110和第二微透镜120的出射面后呈不同夹角分束出射。如图8所示，以微透镜阵列10包括第一微透镜组和第二微透镜组为例，通过设置第一微透镜110和第二微透镜120的双曲面的中心曲率及圆锥度，使激光束进入微透镜阵列10后分束为四束光；四束光的夹角、独立的发散角和中心曲率及圆锥度相关。

例如，图8中的激光模组可形成如图9所示的光斑形状，多束光斑沿第一方向F1依次间隔排列；图8中的激光模组还可形成图10所示的光斑形状，相邻的两分束光之间部分叠加，这种方式形成的光斑可以用于形成中强线光斑。通过改变第一微透镜110和第二微透镜120的双曲面的中心曲率及圆锥度，可实现光斑多种不同的变化形式。

沿垂直于主光轴的第一方向F1，第一微透镜组和第二微透镜组还可交替设置有多组。

第一微透镜组可有多组，第二微透镜组可有多组，多组第一微透镜组和多组第二微透镜组在第一方向F1交替并排设置，第一微透镜组和第二微透镜组形成的一组组合将入射的激光束分束成四束不同夹角出射的光，则多组第一微透镜组和第二微透镜组形成的多组组合可将激光束分束成2倍数的光束，且成倍光束呈不同夹角出射。并且，交替设置第一微透镜组和第二微透镜组后，还可避免激光束在微透镜阵列10上局部集中，使微透镜阵列10能更好地分束激光束。

示例的，第一微透镜组和第二微透镜组交替设置有N组，则激光束入射N组组合后，激光束分束成2N束分光束出射。

第一微透镜组包括有至少一个沿第一方向F1依次排布的第一微透镜110，和/或，第二微透镜组包括有至少一个沿第一方向依次排布的第二微透镜120。

第一微透镜组在第一方向F1上具有一个或多个依次排布的第一微透镜110；或者，第二微透镜组在第一方向F1上具有一个或多个依次排布的第二微透镜120；或者，第一微透镜组在第一方向F1上具有一个或多个依次排布的第一微透镜110，并且第二微透镜组在第一方向F1上具有一个或多个依次排布的第二微透镜120。

不同的组合排布方式，可形成不同的光斑图案，增强光斑的多样化。

示例地，如图11所示，第一微透镜110和第二微透镜120沿第一方向F1单排排列，形成单排的多个第一微透镜110和多个第二微透镜120。图11中为一个第一微透镜110和一个第二微透镜120交替设置。

还可以如图12所示，两个第一微透镜110和一个第二微透镜120交替设置。

或者如图13所示，两个第一微透镜110和两个第二微透镜120交替设置。

上述第一微透镜110和第二微透镜120的排列方式还有多种，例如一个第一微透镜110和两个第二微透镜120交替设置；三个第一微透镜110和五个第二微透镜120交替设置等等，此处不再一一列举，第一微透镜110和第二微透镜120交替设置的排列组合方式有多种，本申请实施例对此不做具体限制。

在此基础上，还可设置第三微透镜130与第一微透镜110、第二微透镜120沿第一方向F1单排排列。

示例地，如图14所示，一个第一微透镜110、一个第二微透镜120和一个第三微透镜130交替设置。

第一微透镜110、第二微透镜120和第三微透镜130交替设置的排列组合方式也有多种，参照上述第一微透镜110和第二微透镜120的组合方式，本申请实施例对此不做具体限制。

激光束入射微透镜阵列10的多个第一微透镜组和多个第二微透镜组，根据第一微透镜组和第二微透镜组的设置数量，可成倍将激光束分束，成倍的倍数和第一微透镜组和第二微透镜组的设置数量相关，这样得到的光斑的形式更加多样化。

示例地，第一方向F1为激光光源出射的激光束的慢轴方向，也就是说，第一微透镜组和第二微透镜组沿激光束的慢轴方向排列设置。

通常情况下，激光光源出射的激光束的快轴方向较为细窄且质量较好，而激光束在慢轴方向通常较宽，第一方向F1设置为慢轴方向，能够使得激光束在慢轴方向进行分束或叠加等变化，有利于根据实际需求对激光束进行调整和利用。

进一步地，微透镜阵列10为包括第一微透镜组和第二微透镜组的二维阵列。形成二维阵列后，微透镜阵列10的入射面的双曲面变化形式增多，激光束入射后，可使激光束被成倍分束成更多的分束光，并且形成的光斑变化方式增多，提高光斑的多样化。

具体地，第一微透镜组包括多个入射面沿第一方向F1呈弧面的柱面镜，第二微透镜组包括多个入射面沿第二方向F2呈弧面的柱面镜；或者，第一微透镜组包括入射面沿第一方向F1呈第一中心曲率和第一圆锥度并沿第二方向F2呈第二中心曲率和第二圆锥度的双曲弧面镜，第二微透镜组包括入射面沿第一方向F1呈第二中心曲率和第二圆锥度并沿第二方向F2呈第一中心曲率和第一圆锥度的双曲弧面镜。

如图15所示，第一微透镜组中柱面镜的入射面为弧面，弧面沿第一方向F1设置；第二微透镜组中柱面镜的入射面为弧面，弧面沿第二方向F2设置；使第一微透镜组和第二微透镜组的柱面镜的入射面则形成交错设置的二维阵列排布，从而使微透镜阵列10对激光束进行分束后形成阵列的光斑图案。

还可以的情况是，如图16所示，第一微透镜组包括双曲弧面镜，双曲弧面镜的入射面沿第一方向F1呈第一中心曲率和第一圆锥度，并沿第二方向F2呈第二中心曲率和第二圆锥度，即第一微透镜组的入射面在第一方向F1和第二方向F2的中心曲率、圆锥度均不同；同理，第二微透镜组包括双曲弧面镜，双曲弧面镜的入射面沿第一方向F1呈第二中心曲率和第二圆锥度，并沿第二方向F2呈第一中心曲率和第一圆锥度，即第二微透镜组的入射面在第一方向F1和第二方向F2的中心曲率、圆锥度均不同。并且，第一微透镜组的入射面和第二微透镜组的入射面在同一方向的中心曲率、圆锥度均不同。

当然，第一微透镜组和第二微透镜组形成的二维阵列并不限于上述图15和图16中的呈现方式，具体可根据实际需要设置。

通过在不同的方向设置不同的中心曲率、圆锥度，以增加经微透镜阵列10的分束光的变化形式。

此外，如图17所示，在激光光源与微透镜阵列10之间还设置有慢轴扩束压缩镜30，用于将激光光源出射的激光束在慢轴方向扩束后再压缩，一般在慢轴方向的光斑较宽，通过慢轴扩束镜后，可得到更加细的光斑。

进一步地，在激光光源与微透镜阵列10之间还设置有快轴准直镜20，用于对激光光源出射的激光束在快轴方向准直。

需要说明的是，本申请实施例的激光模组中依次设置有快轴准直镜20和慢轴扩束压缩镜30，以先对激光束的快轴准直，再对激光束的慢轴扩束。

其中，快轴准直镜20可为平凸非球面镜，平凸非球面镜可实现将激光光源出射的高斯光束整形准直为平顶光束，平顶光束把光强度分散在整个光斑尺寸中，以提高高功率激光的损伤阈值。

如图17所示，本申请实施例还提供一种激光器件，其包括上述的激光模组，在激光模组的微透镜阵列10的入光侧设置有切割重排镜组，切割重排镜组包括有相对设置且相互平行的第一反射面41和第二反射面42，第一反射面41与激光光源出射的激光束的方向呈预设夹角，第一反射面41用于反射激光光源出射的激光束的一部分至第二反射面42，第二反射面42将激光束的一部分反射入微透镜阵列10，激光束的另一部分直接入射微透镜阵列10。

激光光源出射的激光束经切割重排镜组后入射微透镜阵列10。切割重排镜组包括第一反射面41和第二反射面42，第一反射面41和第二反射面42相互平行且相对设置，激光束依次经第一反射面41、第二反射面42后，入射微透镜阵列10。

其中，第一反射面41与激光光源出射的激光束的方向呈预设夹角，第二反射面42与第一反射面41平行，因此，第二反射面42也与激光光源出射的激光束的方向呈预设夹角。

激光光源出射的激光束中，一部分激光束入射第一反射面41，经第一反射面41反射向第二反射面42，然后再经第二反射面42入射微透镜阵列10；另一部分激光束直接入射微透镜阵列10。直接入射微透镜阵列10的那部分激光束经微透镜阵列10分束，且以不同夹角分束出射，上述激光模组的实施例中已经陈述，此处不再赘述。

先入射第一反射面41，后由第二反射面42入射微透镜阵列10的那部分激光束，也会经微透镜阵列10分束，且以不同夹角分束出射。由于该部分激光束依次经第一反射面41和第二反射面42，通过第一反射面41和第二反射面42之间位置关系的设置和调节，能够调节这部分激光束在入射微透镜阵列10时，与直接入射微透镜阵列10的激光束的入射位置的相互关系，因此依次经第一反射面41和第二反射面42后入射微透镜阵列10出射的分束光束可以插缝进直接入射微透镜阵列10后出射的分束光束中，形成插缝合束光束。

通过设置第一反射面41和第二反射面42，使激光光源出射的激光束被切割和重排，激光束入射微透镜阵列10上不同位置，避免在微透镜阵列10上聚焦。

设置一组第一反射面41和第二反射面42，可完成一次激光束的切割和重排。依此原理，当需要进行多次激光束的切割和重排，或者需要更多组的激光束来实现更密集或更多变化和结合关系的插缝合束时，可以设置多组切割重排镜组，通过对多组切割重排镜组中第一反射面41和第二反射面42的间距关系的设置，以及多组切割重排镜组之间的相互位置结合和光路避让，使激光束以多组交错排布的方式插缝合束并入射微透镜阵列10匀化出射。

第一反射面41和第二反射面42可通过不同的光学元件实现反射，例如可通过反射镜或六面棱镜的方式实现反射。

采用六面棱镜的方式反射时，如图18所示，第一反射面41和第二反射面42分别位于六面棱镜的相对两侧面。

或者，还可采用反射镜的方式实现反射，此时切割重排镜组包括第一反射镜和第二反射镜，第一反射面41和第二反射面42分别位于第一反射镜和第二反射镜相对的表面。

切割重排镜组包括至少两组，至少两组切割重排镜组沿主光轴方向依次设置，激光光源出射的激光束的一部分划分为至少两束，至少两束分别入射每一组切割重排镜组的第一反射面41。即激光束经过切割重排镜组进行分束的这一部分，会划分为与切割重排镜组的组数相同数量的分束光，分束光分别入射每一组切割重排镜组中的第一反射面41。

示例地，如图19和图20所示，切割重排镜为两组，激光源出射的激光束中，一部分(第一激光束101)直接入射微透镜阵列10，被微透镜阵列10分束；一部分依次入射两组切割重排镜组被分束，这部分分束光中，一分束光(第二激光束102)入射第一组切割重排镜组的第一反射面41，后经该组切割重排镜组的第二反射面42入射微透镜阵列10被分束；另一分束光(第三激光束103)入射第二组切割重排镜组的第一反射面41，后经该组切割重排镜组的第二反射面42入射微透镜阵列10被分束，以与激光束直接入射微透镜阵列10后出射的进行插缝合束。

如图21所示，两组切割重排镜组的第一反射面41靠近且平行，以能最大限度地接收到来自激光光源的集中的激光束，两组切割重排镜组的第二反射面42之间的位置和距离不作具体限定，只要能接收来自对应的第一反射面41的激光束，且经第二反射面42后还能入射微透镜阵列10即可。

图20中的激光器件可形成如图22所示的光斑，即经过两组切割重排镜组后，可将一激光束切割重排以出射多段相间隔的光斑图案，多段光斑之间的间距以及是否交叠等，均可通过前述的相应参数进行调整。

当切割重排镜组有多组时，按上述入射原理入射微透镜阵列10，则激光束被划分为更多束数的激光束入射微透镜阵列10。

一组切割重排镜组可将入射的激光束切割为两束光，一束光直接入射微透镜阵列10，另一束光经切割重排镜组后入射微透镜阵列10，经切割重排镜组的那束光完成一次激光束的切割与重排；则切割重排镜组有Y组时，则完成Y次激光束的切割与重排，可将激光束划分为2Y束光。一束光经微透镜阵列10后，被分束成两束光，则先经过切割重排被划分为2Y束光再经过微透镜阵列10后，则形成2*2Y束光。

进一步地，结合上述微透镜阵列10的不同种混合面型，例如，微透镜阵列10为具有X种混合面型的双曲面微透镜阵列10，经过切割重排镜组入射到X种混合面型的双曲面微透镜阵列10后，将输出(2^X)*2*Y束光斑输出。

在此基础上，本申请实施例还提供一种激光插缝合束系统，包括至少两组上述的激光器件，至少两组激光器件中的激光光源出射的激光束相互平行，至少两组激光器件中的切割重排镜组依次设置，切割重排镜组的第二反射面42插缝设置以在至少两组激光器件的微透镜阵列10的入光侧形成合束光。

将上述至少两组激光器件组合设置时，至少两组激光器件的激光光源沿第一方向F1平行设置，则至少两组激光器件的激光光源出射的激光束相互平行。

示例地，如图23所示，激光器件包括两组，两组激光器件中的激光光源出射的激光束相互平行；两组激光器件中的切割重排镜组的第二反射面42依次插设且相互垂直或平行，以在两组激光器件的微透镜阵列10的入光侧形成合束光。

将两组激光器件中的切割重排镜组依次设置，各自激光器件的激光光源出射的激光束经其切割重排镜组，并将两组切割重排镜组的第二反射面42按如图24所示插缝设置，两组切割重排镜组的第二反射面42相互垂直，此时两组切割重排镜组可布置紧凑，相对激光光源出光位置来说，切割重排镜组位于后端，形成后端紧凑的结构；还可将两组切割重排镜组的第二反射面42按图26所示插缝设置，两组切割重排镜组的第二反射面42相互平行，此时对应的两组激光光源的出光处可布置紧凑，形成前端紧凑的结构。两组激光器件的激光光源出射的激光束可插缝形成合束光，然后合束光再入射微透镜阵列10。

这样一来，两组激光器件组合后，可更好地提高合束光的密集度，进一步进行光束叠加。

并且，调整不同组切割重排镜组中第一反射面41和第二反射面42的位置，即可使图24中的激光器件可形成如图25所示的光斑变化。

需要说明的是，至少两组激光器件包括至少两个微透镜阵列10，合束光同时入射至少两个微透镜阵列10；将至少两个微透镜阵列10通过连接等方式合成一个整体微透镜阵列10时，合束光入射一个整体的微透镜阵列10。

此外，在上述激光器件的基础上，或者在上述激光插缝合束系统的基础上，请参照图27，本申请实施例还提供一种激光插缝合束方法，应用于至少两组如上述的激光器件的激光插缝合束，或者，应用于上述的激光插缝合束系统的激光插缝合束，该方法包括：

S100：至少两组激光器件的激光光源分别沿同一方向出射激光束。

激光器件包括至少两组，至少两组激光器件具有至少两个激光光源，至少两个激光光源向同一方向出射激光束。

示例地，本申请实施例以两个激光器件为例，两个激光光源沿第一方向F1排列设置，两个激光光源沿同一方向出射相互平行的激光束，以分别入射对应的后端光学元件。

S110：每一组激光器件的切割重排镜组将接收的激光束分束出射。

激光光源出射的激光束入射其对应的切割重排镜组，切割重排镜组将激光束切割重排后分束出射。

S120：通过切割重排镜组的第二反射面42之间的插设位置，使得分束出射的激光束之间插缝合束，以在微透镜阵列10的入光侧形成合束光。

至少两组激光器件的第二反射面42插缝设置，以将由一个激光器件的第二反射面42出射的光束插缝进另一个激光器件的第二反射面42出射的光束的间隙内。

需要说明的是，只要多组激光器件的第二反射面42能够插缝设置，以形成合束光即可。本申请实施例并不限定多组激光器件的第二反射面42的具体设置形式。

例如，本申请实施例中，如图24所示，第一组激光器件的切割重排镜组和第二组激光器件的切割重排镜组为镜像设置，即，第一组激光器件的第一反射面41位于第一组激光器件的第二反射面42的下方，而第二组激光器件的第一反射面41位于第二组激光器件的第二反射面42的上方，这样使得第二组激光器件的第二反射面42可插缝设置于第一组激光器件的第二反射面42，形成插缝的合束光。

当然，也可使第二组激光器件的第一反射面41也位于第二组激光器件的第二反射面42的下方，将两组激光器件错位设置，使第二组激光器件的第二反射面42可插缝设置于第一组激光器件的第二反射面42，形成插缝的合束光。

通过插缝设置多组激光器件第二反射面42的方式，以形成合束光，且形成的合束光的密集度好。

上述激光插缝合束方法，可将一个在慢轴方向上的致密的宽激光束，切割重排为两个互相分离并有间隙的分束光；依此原理，上述切割重排镜组可以排布更多，多个切割重排镜组交错排布，完成2*Y个分束光的切割与重排，其中，Y是切割重排镜组的数量，Y组切割重排镜组可并形成2Y-1个光束间隙，则经多组切割重排镜组的激光束可相互插缝进光束间隙内，形成合束光。

形成合束光后，合束光入射微透镜阵列10，以使合束光被分束成不同夹角出射。

两组激光器件中的激光光源出射的激光束相互平行，两组激光器件中的切割重排镜组的第二反射面42依次插设且相互垂直，以在两组激光器件的微透镜阵列10的入光侧形成合束光。

两组激光器件的两个激光光源出射相互平行的激光束，可如图23所示，使两个激光光源平行排列，以出射两个平行的激光束；也可使如图28所示，两个激光光源垂直排列，再通过反射镜40的转折，以出射两束平行的激光束。两个激光光源垂直排列时，便于激光器件的空间设置，利于布置热沉等结构。

两束激光束经各自的切割重排镜组后，得到合束光，合束光入射微透镜阵列10后，分束成不同夹角的光出射，以得到叠加光束。通过调整两个激光器件的位置，可改变叠加光束的位置，以形成非叠加的拼接输出。

示例地，如图29所示，一个激光器件经过整形输出具有分光束特点的分束光，并且分束光具有角度间隙，或位置间隙。另一个激光器件输出单个或多个光束。两个激光器件通过并排拼接实现光束的角度间隙或位置间隙插缝合束(即光束的空间合束)，完成光斑的叠加或非叠加拼接输出。

并且，通过调整两个激光器件的位置，可形成图30所示的中强线光斑。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。