[发明专利]一种基于光子晶体激光的光谱合束结构

权利要求书

1.一种基于光子晶体激光的光谱合束结构，其特征在于，包括：

激光光源，包含m个沿快轴方向排列的光子晶体激光芯片(10)，其中m≥2；

光谱合束结构，包含依次设置的：准直镜(20)、变换镜(30)、光栅(40)和外腔镜(50)，该准直镜(20)、变换镜(30)、光栅(40)和外腔镜(50)共同形成一外腔反馈区；

其中，激光光源与外腔反馈区构成一谐振腔，在快轴方向进行多个光子晶体激光芯片(10)的光谱合束，m个沿快轴方向排列的光子晶体激光芯片(10)发出的光束先通过准直镜(20)，使光束经过准直后接近平行光，再经过变换镜(30)进行像质校正以使所有光子晶体激光芯片(10)的光束在光栅(40)处重合，经过光栅(40)后输出的激光以相同的衍射角出射，经过外腔镜(50)的输出激光在近场和远场重合，输出激光的光束质量和单个光子晶体激光芯片的光束质量相当。

2.根据权利要求1所述的基于光子晶体激光的光谱合束结构，其特征在于，所述m个沿快轴方向排列的光子晶体激光芯片(10)中的每个光子晶体激光芯片(10)采用的是高亮度、低发散角的光子晶体增益芯片。

3.根据权利要求1所述的基于光子晶体激光的光谱合束结构，其特征在于，所述m个沿快轴方向排列的光子晶体激光芯片(10)中的每个光子晶体激光芯片(10)为毫米量级的微型巴条光子晶体激光芯片，每个光子晶体激光芯片为独立封装，采用巴条激光芯片的封装形式，使用基于传导冷却的CS热沉或主动冷却的微通道热沉。

4.根据权利要求1所述的基于光子晶体激光的光谱合束结构，其特征在于，每个光子晶体激光芯片(10)靠近外腔反馈区的一侧(12)镀有增透膜，远离外腔反馈区的一侧(11)镀有高反膜或部分反射部分透射膜，相应的，在外腔镜(50)的表面镀有部分反射部分透射膜或高反膜。

5.根据权利要求1所述的基于光子晶体激光的光谱合束结构，其特征在于，所述准直镜(20)为准直度较好且对光束质量影响较小的微透镜，包括如下准直镜型形式之一：球面准直镜、自聚焦准直镜、非球面准直柱面镜、非球面准直柱面镜阵列、或非球面反射准直镜。

6.根据权利要求1所述的基于光子晶体激光的光谱合束结构，其特征在于，所述光子晶体激光芯片(10)和光栅(40)在光路中分别位于距离变换镜(30)前、后一个焦距的位置。

7.根据权利要求1所述的基于光子晶体激光的光谱合束结构，其特征在于，所述光栅(40)为透射型或反射型衍射光栅；和/或，所述光栅(40)为面光栅或体光栅。

8.根据权利要求6所述的基于光子晶体激光的光谱合束结构，其特征在于，m个光子晶体激光芯片(10)沿其快轴方向依顺序放置，所述m个光子晶体激光芯片(10)沿着光路在经过光栅(40)后输出的激光以相同的衍射角出射，只有满足光栅衍射方程中光栅常数、激光的入射角、衍射角、衍射级次和入射波长关系的激光才能形成有效谐振，经过外腔镜(50)后可以部分反射回原激光芯片继续振荡，部分透射得到有效的激光输出。

9.根据权利要求1所述的基于光子晶体激光的光谱合束结构，其特征在于，所述外腔镜(50)为反射镜或柱面镜。