[实用新型]半导体激光器空间合束装置

说明书

本实用新型提供一种半导体激光器空间合束装置，包括呈阶梯状排列的多路激光组件、一聚焦透镜和一多模光纤，每路激光组件包括TO封装的半导体激光二极管，光束整形元件和反射镜，多路激光组件的半导体激光二极管发射光轴平行的激光束，激光束经光束整形元件准直后由反射面与激光束的光轴呈45°的反射镜反射，旋转90°射出，多路激光组件旋转后的激光束形成快轴堆叠的激光束阵列；聚焦透镜聚焦激光束阵列至多模光纤，激光束阵列进入多模光纤后合束输出。本实用新型的半导体激光器空间合束装置能够提升激光输出功率，改善光斑圆度，并减小装置体积。

技术领域

本实用新型涉及半导体激光技术领域，具体地说，涉及一种半导体激光器空间合束装置。

背景技术

半导体激光器有着成本低，寿命长，体积小，可靠性高等优点，在工业加工，泵浦，医疗，通信等方面都有广泛的应用前景。能否进一步提高半导体激光器的亮度是制约半导体激光器未来发展的一个重要因素。激光光束的亮度由输出功率的大小和光束质量决定，功率越大、光束质量越好，亮度就越高，半导体激光器的应用领域也会更加广泛。由于单个半导体激光器的功率存在一定限制，不能满足多样化的需求，因此多个二极管合束是必然选择。

目前在激光合束领域，尤其是半导体激光器合束方面，主要方法有相干合束和非相干合束两类。相干合束能有效地改善并提高半导体激光束阵列输出光的光束质量，但是该技术容易受到外界环境的干扰，不易获得同相超模的大功率稳定输出，需要合束阵列单元在光谱、相位、振幅及偏振态等方面严格控制。相干合束目前还没有在工业或其它领域得到应用。

非相干合束的方法是将多个激光器的输出激光沿着相同的方向传播，使得激光的功率可以得到成倍的增加，功率水平和激光器的数目成正比。非相干合束技术包括偏振合束，波长合束和空间合束等。相比于相干合束，非相干合束没有相位、光谱及振幅的要求，容易调试，是目前激光器合束的主要方法。

偏振合束主要是利用激光器的偏振特性，使具有不同偏振方向的两路激光组合在一起沿相同方向传播。通常偏振合束技术是将两路偏振方向相互垂直的激光束或激光束组合相互合并，且总是与其它合束技术配合使用。波长合束受到镀膜技术的限制，合束单元数一般不超过5个，对功率和亮度的提高也有限。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种半导体激光器空间合束装置，通过将半导体激光二极管在空间上排列堆叠，使其合束后耦合进入光纤，提高光束质量，增加输出亮度。

本实用新型提供一种半导体激光器空间合束装置，包括呈阶梯状排列的多路激光组件、一聚焦透镜和一多模光纤，每路激光组件包括：TO封装的半导体激光二极管，用于发射经准直的激光束，各路激光组件的半导体激光二极管发射的激光束的光轴相平行；光束整形元件，位于半导体激光二极管的出光侧，用于对激光束分别进行快轴准直和慢轴准直，准直后激光束的光斑的慢轴长度大于快轴长度；反射镜，位于光束整形元件的出光侧，所述反射镜的反射面与激光束的光轴呈45°，激光束经所述反射面反射后旋转90°射出，各路激光组件旋转后的激光束形成沿快轴方向堆叠的激光束阵列；所述聚焦透镜位于激光束阵列的出光方向，用于聚焦激光束阵列至多模光纤，所述多模光纤的第一端的纤芯中心重合于所述聚焦透镜的焦点，聚焦后的激光束阵列进入多模光纤后合束并由多模光纤的第二端输出。

优选地，上述的半导体激光器空间合束装置还包括一阶梯热沉，所述多路激光组件呈阶梯状排列在所述阶梯热沉的各级台阶上。

优选地，上述的半导体激光器空间合束装置中，所述阶梯热沉的各级台阶在高度方向上等间距排列。

优选地，上述的半导体激光器空间合束装置中，各路激光组件的半导体激光二极管各自包括一发光单元。

优选地，上述的半导体激光器空间合束装置中，各路激光组件的半导体激光二极管发射的激光束的波长相同。