[实用新型]一种多波长高功率半导体激光器耦合装置

说明书

技术领域

本实用新型属于半导体激光器领域，涉及一种半导体激光器耦合装置，尤其是一种多波长高功率半导体激光器耦合装置。

背景技术

半导体激光二极管(LD)由于具有体积小、重量轻、寿命长、电光转换效率高等优点，被广泛地应用在民用和军用各领域，如医疗、印刷、激光测距、激光制导、材料处理和加工等各个方面，特别是LD抽运的固体激光器(DPL)和光纤激光器已经成为重点的发展方向，得到了广泛的重视和研究。近年来追求更高功率激光器已成为激光器的发展目标，功率扩展技术是高功率激光器的技术趋势之一。尤其是高功率半导体激光器及其泵浦固体激光器具有体积小、重量轻、光电转换效率高、性能稳定、可靠性高、和寿命长等优点，已经成为光电行业中最有发展前途的产品，可广泛应用于工业、军事、医疗和直接的材料处理等领域。

为了提高大功率半导体激光器的输出功率，可以将十几个或几十个单管激光器芯片集成封装、形成激光器巴条，将多个巴条堆叠起来可形成激光器二维叠阵，激光器叠阵的光功率可以达到千瓦级甚至更高。但是随着半导体激光器条数的增加，其光束质量将会下降。另外，半导体激光器结构的特殊性决定了其快、慢轴光束质量不一致：快轴的光束质量接近衍射极限，而慢轴的光束质量却比较差，这使得半导体激光器在工业应用中受到了很大的限制。要实现高质量、宽范围的激光加工，激光器必须同时满足高功率和高光束质量。因此，现在发达国家均将研究开发新型高功率、高光束质量的大功率半导体激光器作为一个重要研究方向，以满足要求更高激光功率密度的激光材料加工应用的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种多波长高功率半导体激光器耦合装置，这种多波长高功率半导体激光器耦合装置可以实现多波长高功率输出的输出，并且光斑形状可控。

本实用新型的目的是通过以下技术方案解决的：

这种多波长高功率半导体激光器耦合装置，包括一个或多个半导体激光器偏振合束模块、滤波模块和聚焦透镜；所述半导体激光器偏振合束模块包括半导体激光器叠阵准直模块、半导体激光器叠阵准直偏振模块、PBS棱镜；所述半导体激光器叠阵准直模块向PBS棱镜发射出偏振态为P波长为λ的激光；所述半导体激光器叠阵准直偏振模块向PBS棱镜发射出偏振态为S波长为λ的激光；所述PBS棱镜对射入的两束激光进行偏振合束后输出至滤波模块；所述滤波模块接收来自所述半导体激光器偏振合束模块的PBS棱镜的出射光并进行滤波和合束处理，形成一束功率增加的激光输出至所述聚焦透镜；所述聚焦透镜输出多波长激光。所述半导体激光器偏振合束模块连接有控制器。

上述半导体激光器叠阵准直模块由依次排列的半导体激光器叠阵、快轴准直微透镜、慢轴准直微透镜组成；所述半导体激光器叠阵的出射激光依次经快、慢轴准直微透镜后，发射出偏振态为P波长为λ的激光。

上述半导体激光器叠阵准直偏振模块由依次排列的半导体激光器叠阵、快轴准直微透镜、慢轴准直微透镜和波片组成；所述半导体激光器叠阵的出射激光依次经快、慢轴准直微透镜和旋转偏振波片后，发射出偏振态为S波长为λ的激光。

上述半导体激光器叠阵由一个或多个半导体激光器组成。

在本实用新型的较佳实施例中，在滤波模块旁侧平行排列有三个所述半导体激光器偏振合束模块，所述滤波模块包括多个全反射镜和滤波镜；三个半导体激光器偏振合束模块出射的激光分别经滤波模块的多个全反射镜和滤波镜处理后合束为一束出射激光。

上述聚焦透镜由一个或多个凸-凹球面透镜、双凸透镜、双凹透镜或曲面-平面透镜组成。

上述多波长高功率半导体激光器耦合装置中设有温度探测器和功率探测器以控制系统的温度和功率。

本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)光功率密度高，一般叠阵耦合亮度较低，本实用新型的多波长高功率半导体激光器叠阵耦合系统输出光功率密度高。

(2)功率高，本实用新型的多波长高功率半导体激光器叠阵耦合系统输出功率高。

(3)本实用新型通过设置多个半导体激光器偏振合束模块以及为其滤波合束处理的滤波模块和聚焦透镜，实现了多波长输出。

(4)本实用新型由聚焦透镜输出的光斑的大小和形状可控，使用方便。

附图说明

图1为本实用新型的多波长高功率半导体激光器叠阵耦合系统组成图；

图2为本实用新型的工作原理图。