[发明专利]一种半导体光纤激光器

说明书

本发明涉及半导体激光器领域，具体公开一种半导体光纤激光器。该激光器还包括设置在其光路上的棱锥台状透镜，所述棱锥台状透镜的底面面向光场或整形后光场，所述棱锥台状透镜的顶面面向光纤。当光场照射在棱锥台状透镜的底面上任何位置时，无需将光场调节至与该透镜完全同轴，而是利用该透镜的锥面的反射将光引导从其顶面输出，然后全部导入光纤。本发明采用棱锥台状透镜进行耦合的方式只需将激光光源发出的光场或经过整形后的光场调节至棱锥台状透镜的底面面积范围内，即可实现将光场全部收进光纤，而无需像传统半导体激光器一样需将透镜和光纤精确调节至同轴，本发明的方式在实现毫米级调节的情况下即可满足耦合需求，从而显著降低了调节难度。

技术领域

本发明涉及半导体激光器领域，具体涉及一种半导体光纤激光器。

背景技术

本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

相对于固体激光器和气体激光器，半导体激光器具有效率高、体积小、寿命长、成本低等优点。随着生长技术的进步、封装能力的提升以及成本下降等，半导体激光器的应用领域不断扩大，如医美、工业焊接、切割、通信、军工以及文娱领域等。

目前，半导体光纤激光器主要分为高功率LD和低功率LD。而高效率、高功率的激光器则是行业内追求的目标。除去芯片固有功率水平的影响外，如何高效的将芯片光路耦合进光纤，降低光路损耗，提高耦合效率，提升转换效率是获得高功率输出的关键工艺。

现阶段半导体激光器与光纤耦合可以分为两大类：一种是分离透镜耦合，即在光源与光纤之间插入光学元件的方法，如插入透镜、棱镜、自聚焦透镜等。另一种是光纤直接耦合，而不经过任何系统。无论哪种方法，目的都是对激光器发出的光场进行整形，使入射光场与光纤本征光场达到最大可能的匹配。此两种方式的耦合，均依赖于高精度的调节，最终将LD光场、透镜、光纤调节至同轴，要实现上述目的，最终的调节精度需要保持在微米级，且对热沉、壳体等配件的加工精度要求极高。

发明内容

针对现有半导体激光器与光纤耦合存在调节难度大、成本高、效率低、电光转换效率低的问题，本发明提供了一种半导体光纤激光器。为实现上述目的，本发明公开如下所示的技术方案。

一种半导体光纤激光器，该激光器还包括设置在其光路上的棱锥台状透镜，所述棱锥台状透镜的底面面向光场或整形后光场，所述棱锥台状透镜的顶面面向光纤。当光场照射在棱锥台状透镜的底面上任何位置时，无需将光场调节至与该透镜完全同轴，而是利用该透镜的锥面的反射将光引导从其顶面输出，然后全部导入光纤，从而显著降低了半导体激光器与光纤耦合的调节难度。

进一步地，所述棱锥台状透镜的顶面和底面之间的外表面具有反射膜；优选地，所述反射膜为全反射膜。

进一步地，所述反射膜的材质包括Al膜、Ag膜、Au膜、B4C/Mo/Si膜、B4C/Si膜、Mo/Si膜等中的任意一种。

进一步地，所述棱锥台状透镜至少为三棱棱锥台，即该棱锥台状透镜的顶面和底面为三角形、四边形......等多边形中的任一种。

进一步地，所述激光器还具有激光光源、光场整形元件。所述激光光源、光场整形元件、所述棱锥台状透镜、光纤沿着光路依次分布。激光光源发出的激光经过球形透镜整形后进入棱锥台状透镜聚焦，再进入所述光纤中。

进一步地，所述激光光源、棱锥台状透镜、光场整形元件、光纤沿着光路依次分布。激光光源发出的激光经过棱锥台状透镜聚焦后进入光场整形元件整形，然后进入所述光纤中。

可选地，所述光场整形元件包括球形透镜、自聚焦透镜等中的任一种。