[发明专利]一种大功率半导体激光器耦合的光纤固定装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种大功率半导体激光器光纤耦合的光纤固定装置，该装置具有光纤散热效果好、可靠性高的特点，属于半导体激光器技术领域。 

背景技术

半导体激光器由于具有体积小、重量轻、效率高等众多优点，广泛应用于工业、军事、医疗、通讯等众多领域。由于自身量子阱波导结构的限制，半导体激光器的输出光束质量与CO₂激光器、固体YAG激光器等传统激光器相比较差，阻碍了其应用领域的拓展。近几年，随着半导体材料外延生长技术、半导体激光波导结构优化技术、腔面钝化技术、高稳定性封装技术、高效散热技术的发展，特别是在直接半导体激光工业加工应用以及大功率光纤激光器泵浦源的需求推动了具有大功率，高光束质量的半导体激光器飞速发展。 

在我国，使用单管半导体激光器件直接耦合进入光纤获得激光输出的技术已经成熟，目前国内几家公司使用单管的出纤功率和国外水平基本相当。然而，随着半导体激光器应用范围的增加，单芯片的半导体激光器的功率远远不能满足多样化的需求。多个芯片激光的合束是必然的，这将使半导体激光器的功率成倍的提升。目前，多个芯片的激光合束最直接的是空间合束。由于快轴方向光束质量好，可以整形成宽度只有200μm-300μm的光斑，因此可以将芯片组装在不同的高度进行合束。 

多管半导体激光器合束的光最终耦合进入光纤中，目前，大多数多管半导体激光器装置采用将准直透镜和光纤点胶固定在一个刚性金属套筒中，然后将金属套筒焊接在底座的方式来固定光纤，这种方法简单，易实现，但是，大功率的光进入光纤后，小部分光进入光纤包层，在包层内产生热量，传统光纤固定方法缺乏有效散热通道，散热效果较差，导致光纤固定金属套筒和光纤点胶位置的温度升高，以至胶水老化和高温产生的应力，烧坏光纤，从而导致整个半导体激光器的失效。 

发明内容

本发明的目的为了克服上述现有技术存在的问题，而提供一种大功率半导体激光器耦合的光纤固定装置，本发明将多个激光二极管发出的光通过光学元件耦合到一根光纤后，将光纤上的热量有效的散发出去，实现高功率，高可靠性的大功率半导体激光器。 

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。 

一种大功率半导体激光器耦合的光纤固定装置，大功率半导体激光器包括多个管激光二极管、多个快轴准直镜FAC、多个慢轴准直镜SAC、多个反射镜、准直透镜、光纤、底座、衬底、玻璃焊料；多个衬底、多个快轴准直镜FAC、多个慢轴准直镜SAC、多个反射镜分别固定在底座的不同台阶上，每个激光二极管固定在一个衬底上，多个激光二极管产生多个高低不同的光束，经过各自的快轴准直镜FAC、慢轴准直镜SAC后产生高低不同的平行光束；经过各自反射镜的反射后到达共同的准直透镜，多个高低不同的平行光束经过共同的准直透镜后聚焦在光纤上； 

其特征在于：在底座上光纤固定位置处设计一个凸台，且凸台和底座为一体，并在凸台上表面沿着准直透镜聚焦后的平行光束的方向设计一个V形槽，将光纤放置于V形槽内并用玻璃焊料填充及固定。 

所述的底座是由热导率高的材料制作而成，其他元件都在底座上，元件热扩散均衡。可以将底座固定在制冷装置上（水冷、气冷）。 

所述的玻璃焊料材料的折射率比光纤包层的折射率大，大功率的光进入光纤后，少部分光从包层漏出，漏出的光能进入玻璃焊料中，有效剥离了包层光并能将包层光吸收产生的热量通过底座迅速散发出去。 

本发明对比已有技术具有以下有益效果： 

本发明提出了一种新型的光纤固定装置，使得大功率激光进入光纤后，光纤上的包层光被有效剥离，包层光吸收产生的热量能迅速散发出去，保护了光纤和其他器件。有助于实现高功率，高可靠性的半导体激光器。 

附图说明

图1为本发明应用在多管半导体激光器装置的结构示意图； 

图2为本发明光纤固定装置示意图； 

标号说明： 

1.1－1.3分别为-激光器二极管，2.1－2.3分别为快轴准直透镜FAC，3.1－3.3分别为慢轴准直透镜SAC，4.1－4.3分别为反射镜，5-准直透镜，6-光纤，7-底座，8.1－8.3分别为衬底，9-玻璃焊料。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。