[实用新型]一种基于全反射的半导体激光器光束分割重排器件

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是激光器技术领域，尤其是一种基于全反射的半导体激光器光束分割重排器件。

背景技术

由于半导体激光器具有电光转换效率高、可靠性好、小型化等优点，在激光泵浦源和直接应用等方面均得到迅速发展及广泛应用，特别是作为固体激光器和光纤激光器的泵浦源，推动了全固态激光器的快速发展。高亮度、高功率的半导体激光器泵浦源是光纤激光器和固体激光器实现高效率、高功率输出的重要基础条件。

半导体激光器具有不对称分布的输出光场。半导体激光器在垂直于PN结的方向（快轴方向）上呈现30°至70°的高发散角，但发光区仅1μm宽，光束质量达到衍射极限；在平行于PN结的方向（慢轴方向）上虽只有10°左右的发散角，但发光区具有100μm左右的长度，而且发光区之间存在能量死区，相当于许多发光区断续排列成线光源，光束质量极差，快轴和慢轴方向的光束质量相差成百倍。

传统的两组平行平板堆进行光束分割重排的结构可以得到很好的光束重排效果，但存在以下问题：（1）光束的分割和重排距离和平行平板的折射率、倾斜底角有关，要达到不同的设计要求，需要严格控制平行平板的倾斜底角和折射率的匹配关系，加工难度较大。（2）未改变光束的传播方向，光路较长，不利于结构的小型化。

因此在分割重排器件加工简单、装调容易和分割重排光路短的前提下，实现半导体激光器的光束分割重排是本实用新型的主要优势所在。

实用新型内容

本实用新型的目的，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种基于全反射的半导体激光器光束分割重排器件的技术方案，该方案采用将光束在X方向的尺寸进行分割然后紧密排布到Y方向上，实现了快慢轴光束质量的匀化，具有光束分割重排器件无倾斜，整形光路短，整形系统装调简单易行等特点。

本方案是通过如下技术措施来实现的：一种基于全反射的半导体激光器光束分割重排器件，包括有平行平板镜堆、直角棱镜堆和半导体激光器；半导体激光器发射的激光束射入平行平板镜堆后对光束进行分割，分割后的光束射入直角棱镜堆，经过直角棱镜的直角面的反射后对光束进行重排。

作为本方案的优选：平行平板镜堆由N片高度不同的平行平板镜组成；所述平行平板镜的截面形状为夹角45°的平行四边形。

作为本方案的优选：直角棱镜堆由N片形状相同的直角棱镜错位堆叠组成。

作为本方案的优选：平行平板镜堆的平行平板镜的数量N等于入射光源慢轴光束质量除以快轴光束质量的平方根。

作为本方案的优选：平行平板镜堆中高度最低的平行平板镜沿Y方向高度应大于入射光斑Y方向高度的两倍，相邻平行平板镜沿Y方向高度差等于入射光斑在Y方向高度，其误差不超过±10μm。

作为本方案的优选：平行平板镜堆中N片平行平板镜沿X方向的宽度应等于L/N,其中L为入射光源在X方向的宽度，沿Z方向的长度应大于入射光斑在Y方向高度，其误差不超过±10μm。

作为本方案的优选：直角棱镜沿Y方向的厚度等于入射光源在Y方向的高度，直角边的长度大于入射光源在X方向宽度的N倍。

作为本方案的优选：N片直角棱镜沿Y方向紧密排布，沿X方向依次错位的距离等于L/N,其中L为入射光源在X方向的宽度，其误差不超过±10μm。

作为本方案的优选：直角棱镜堆的斜边和平行平板镜堆的出光面应紧密接触，并保证经过平行平板镜堆分割后的光斑和各片直角棱镜依次对应。

本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于在该方案中基于全反射原理，将入射光束在X方向的尺寸进行分割然后紧密排布到Y方向上，实现了半导体激光器快慢轴光束质量的匀化；同时通过光束的180°转折，缩短了整形光路，利于半导体激光器模块的小型化，具有分割重排器件无倾斜，整形光路短，整形系统装调简单易行等优点。

由此可见，本实用新型与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式的结构示意图。

图2为图1的右视图。

图3为图1的俯视图。

图4为平行平板镜堆的分光示意图。

图5为直角棱镜堆的光路重排示意图。

图中，1为激光束，2为平行平板镜堆，3为直角棱镜堆，4为入射光源光斑，5为经过平行平板镜堆分割后的光斑，6为经过直角棱镜堆重排后的光斑。

具体实施方式