[实用新型]一种大功率双波长半导体矩形激光发生装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种半导体激光发生装置，具体是指将两束不同波长的功率半导体激光耦合叠加形成一束大功率的双波长激光用于工业激光加工用途的一种大功率双波长半导体矩形激光发生装置。

背景技术

功率半导体激光器，是由堆栈形式集聚能量产生激光束，通过透镜对激光束进行整形、聚焦而获得单一波长的功率激光束，半导体激光器具有形体小、重量轻的特点；现有技术用于工业激光加工用途的大功率激光通常由形体庞大、重量重的大功率气体激光器提供，这是由于半导体激光器受到半导体激光芯片功率的制约，半导体激光器的输出功率难以进一步提高；此外，现有技术用于工业激光加工的功率半导体激光器，常因光热回传的高温以及附着在镜组表面的尘垢吸收了激光能量产生高热而使激光器自身和镜组损坏，因此，现有技术存在输出功率难以提高以及光热回传和尘垢为害的问题与不足。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题与不足，本实用新型采用在封闭的屏蔽箱中设置A堆栈、A整形透镜、B堆栈、B整形透镜、耦合镜、整形透镜、反射聚焦镜、进风口、光闸、屏蔽箱构成的装置，将A堆栈、A整形透镜、B堆栈、B整形透镜发出的二束不同波长的矩形激光通过耦合镜耦合叠加，再通过整形透镜整形，经反射聚焦镜聚焦后通过光闸输出；其中，耦合镜的耦合叠加使输出的激光功率得以提高；屏蔽箱用于将装置内部与外部环境隔离；由外设的净化空气装置通过进风口向屏蔽箱内输送干燥洁净的空气，使屏蔽箱内部处于正压状态以阻止屏蔽箱外部的尘垢侵入装置内部，并同时对屏蔽箱中的诸器件自身产生的光热进行风冷；由光闸构成的光阑用于阻隔装置外部的漫射的光热回传；反射聚焦镜将部分沿光路经光闸进入装置内部的回传光热吸收并加以冷却以保护反射聚焦镜的上游诸器件免遭热损的技术方案，提供一种大功率双波长半导体矩形激光发生装置，旨在通过耦合叠加、封闭隔离、光阑阻逆、反射吸热、正压风冷使半导体激光发生器，达到提高输出功率、阻隔尘垢侵害、避免回传和自身光热损伤的目的。

本实用新型的目的是这样实现的：一种大功率双波长半导体矩形激光发生装置，包括A堆栈、A整形透镜、B堆栈、B整形透镜、耦合镜、整形透镜、反射聚焦镜、进风口、光闸、屏蔽箱，其中：所述的屏蔽箱为金属质的矩形中空有盖封闭的箱体；屏蔽箱设有进风口，所述进风口位于屏蔽箱的底部，且与外设的净化空气装置的风机输出口连接；屏蔽箱的一侧壁上设有用于激光输出的窗口称为光闸口；

所述的A堆栈为由半导体激光芯片阵列构成的激光发生元件；A堆栈输出的激光波长为940nm，输出功率为2700W，截面为圆柱形；A堆栈发射的激光的方向轴称为A光轴；

所述的B堆栈为由半导体激光芯片阵列构成的激光发生元件；B堆栈输出的激光波长为808nm，输出功率为1800W，截面为圆柱形；B堆栈发射的激光的方向轴称为B光轴；

所述的A整形透镜为k9玻璃制成的柱面透镜，且镀有增透膜；A整形透镜对波长940nm激光透过率大于99.8％，A整形透镜的通光口径为62.5×60mm的矩形；

所述的B整形透镜为k9玻璃制成的柱面透镜，且镀有增透膜；B整形透镜对波长808nm激光透过率大于99.9％，B整形透镜的通光口径为62.5×60mm的矩形；

所述的耦合镜为k9玻璃制成的平面透镜，耦合镜对波长940nm激光透过率大于98％，耦合镜对波长808nm激光45°入射角的反射率大于89％，耦合镜的通光口径为60×100mm的矩形，耦合镜的厚度为3mm；

所述的整形透镜为k9玻璃制成的柱面透镜，且镀有波长940nm和波长808nm双波长的增透膜；整形透镜对波长940nm和808nm激光透过率均大于98％，整形透镜的通光口径为62.5×60mm的矩形；

所述的反射聚焦镜为无氧铜质的凹面反射镜，镜座设有水冷，镜面对激光反射率大于80％；

所述的光闸为由气缸驱动开关光路的阀门装置，光闸由铜质的阀体与阀芯构成，光闸的阀芯的光路通道为矩形，光闸的闸体设有水冷；

A堆栈、A整形透镜、B堆栈、B整形透镜、耦合镜、整形透镜、反射聚焦镜置于屏蔽箱的内部，俯视，按激光射线光路方向进行描述，所述光轴的光路与所述光轴的光路正交，整形透镜位于A堆栈的正前方，B整形透镜位于B堆栈的正前方；耦合镜的左侧表面位于A光轴的光路与B光轴的光路汇聚点处且与B光轴的光路夹45°角；