[发明专利]一种半导体激光器及其产生高质量和高稳定光束的方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体激光器技术领域，尤其涉及一种半导体激光器及其产生高质量和高稳定光束的方法。

背景技术

激光二极管的诞生使得激光器模组的尺寸发生了巨大的变化，因此激光二极管能够被广泛应用于各个领域。例如生物医疗领域、芯片检测领域中，这些领域都要求激光器输出高稳定性，高质量的光束，对于半导体激光器输出光束的性能提出了较高的要求。美国发明专利“Optically pumped semiconductor laser pumped optical parametric oscillator”（US 7447245）中描述了利用激光二极管泵浦半导体芯片来激发受激辐射，这种结构的激光模组可以输出达到衍射极限的光束质量，但是这种结构的激光模组尺寸上没有优势，而且成本比较高。美国发明专利“Flow cytometer” （US 6713019）中描述了利用激光二极管慢轴光斑来得到比较好的光束质量，利用慢轴的光斑来覆盖细胞，而快轴的光瓣就不会和细胞接触从而避免产生错误信号，但是这种方式没有利用激光二极管本身的优势，即利用激光二极管快慢轴发散角的差别直接产生适用于流失细胞仪的光斑，而且这种光路结构产生的光斑对系统的稳定性比较灵敏，因为这种结构的光路产生的不是准直光束，因此光路中透镜位置的稳定性会对最终光斑大小造成很大影响。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种半导体激光器及其产生高质量和高稳定光束的方法。

本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：

一种半导体激光器，包括一激光二极管，所述激光二极管的输出光路上依次设置有一准直透镜，一偏振片，一分光片和一可调小孔光栏，所述分光片的反射光路上设有一光电二极管，所述光电二极管与一信号处理系统信号连接，所述信号处理系统与所述激光二极管信号连接。

优选地，上述的一种半导体激光器，其中：所述准直透镜和所述偏振片之间的输出光路上设有一光束整形器。

优选地，上述的一种半导体激光器，其中：所述光束整形器为棱镜或者柱面镜。

优选地，上述的一种半导体激光器，其中：所述准直透镜为非球面准直透镜。

一种半导体激光器产生高质量和高稳定光束的方法，包括以下步骤：

步骤一：所述激光二极管输出包括快轴光束和慢轴光束的光束，其中快轴光束通过所述准直透镜准直；

步骤二：所述慢轴光束和准直后的快轴光束入射所述偏振片得到高偏振比光束；

步骤三：上述高偏振比光束通过所述分光片一部分入射所述可调小孔光栏中进行不对称切趾，得到高质量光束，另一部分反射入所述光电二极管；

步骤四：所述光电二极管将采集到的光信号转为电信号输入信号处理系统，信号处理系统将输入的电信号与系统设定值进行比较，分析后输出信号控制激光二极管的输出功率来形成回路控制，从而产生高稳定光束。

此外，另一种半导体激光器产生高质量和高稳定光束的方法，包括以下步骤：

步骤一：所述激光二极管输出包括快轴光束和慢轴光束的光束，其中快轴光束通过所述准直透镜准直，慢轴光束通过所述光束整形器整形；

步骤二：准直后的快轴光束和整形后的慢轴光束入射所述偏振片得到高偏振比光束；

步骤三：上述高偏振比光束通过所述分光片一部分入射所述可调小孔光栏中进行不对称切趾，得到高质量光束，另一部分反射入所述光电二极管；

步骤四：所述光电二极管将采集到的光信号转为电信号输入信号处理系统，信号处理系统将输入的电信号与系统设定值进行比较，分析后输出信号控制激光二极管的输出功率来形成回路控制，从而产生高稳定光束。

本发明的半导体激光器能产生高质量和高稳定的光束输出，结构简单，使用便利，降低了半导体激光器的尺寸，扩大了半导体激光器的应用范围。其突出效果包括：

1）利用激光二极管快慢轴发散角的差别，根据对光斑大小的要求选择合适焦距的准直透镜准直激光二极管的快轴光束，得到一定比例的准直的椭圆光斑，由于激光二极管结构原因，其快轴光束质量不是很好的高斯形状，而且快轴方向的发散角比较大，会产生衍射现象，导致半导体激光器输出光束质量比较差，因此采用可调小孔光栏对快轴光斑进行不对称切趾，消除和补偿激光二极管快轴光束的像差和衍射现象，从而产生高质量的光束；