[发明专利]一种蓝光半导体激光器光学模组

说明书

本发明具体涉及一种蓝光半导体激光器光学模组，通过四个相同规格的蓝光半导体激光器、分别快慢轴准直进行光束的整形，两个蓝光半导体激光器为一组，分别进行空间合束合成一束光，其中一组光束经过空间位置的转换，由机械结构固定，使两组光束的偏振方向垂直，通过偏振合束镜将两组光束合成一束光，本方案可省去半波片，依靠机械结构设计通过空间转换改变偏振方向；本方案合光光束经过聚焦镜后焦点为点状，远离焦点能量分布均匀，光束切割、雕刻不同方向上切缝、雕蚀宽度近似相等，可确保零部件加工精度；壳体机械结构设计一体化，可确保光路的稳定性，即可保证零部件加工精度的稳定性。

技术领域

本发明涉及激光器制造技术领域，具体涉及一种蓝光半导体激光器光学模组。

背景技术

蓝光半导体激光器输出的波长在400nm～500nm范围，获得蓝光半导体激光方法有三种，一种是直接发射蓝光的激光二极管LD，一种是LD倍频的蓝色光源，一种是LD泵浦通过非线性光学手段获得的蓝色激光器。蓝光半导体激光器一般采用GaN类半导体材料直接获得蓝光激光。由于半导体有源层自身结构的特性，导致光束在快轴方向上发散角大(30°～70°)，在慢轴方向上发散角小(5°～25°)，蓝光半导体激光器输出光束特性如图1所示，光束为线偏振光，偏振方向与慢轴方向相同。对于快轴方向由于其光束质量接近于衍射极限，其理论模型定义为基模高斯光束；对于慢轴方向由于其发散角小但光束较宽，故其理论模型定义为超高斯光束。光束经过快慢轴分别准直后，可改善光束质量，小的发散角和较好的光束质量有利于光束合光，才能在工业加工、医疗等领域中发挥更大的作用。

现有方案1，20W蓝光激光器应用4支5.5W蓝光半导体激光器，准直后采用空间合束的方式进行合光。其中每支蓝光半导体激光器光束准直后光斑呈现一字形(光斑尺寸长宽比约为4)，每支准直后的蓝光半导体激光器光束经过阶梯式放置的反射镜合成一束光，光斑图样如图2所示。应用该种方式合光后的光束经过聚焦镜，虽焦点位置处光斑为点状，但远离焦点光斑逐渐变大，光斑图样如图2所示，快慢轴两方向上光能分布不均，这将会导致光束切割、雕刻不同方向上切缝、雕蚀宽度不等，影响零部件加工精度。

现有方案2，20W蓝光激光器应用4支5.5W蓝光半导体激光器，分别准直后其中两支蓝光半导体激光器采用空间合束的方式进行合光；其余两支蓝光半导体激光器依次采用空间合束的方式进行合光，此合光后的光束经过半波片或者经过多片反射镜进行改变此光束的偏振态，再通过偏振合束镜与之前的合光光束进行合光。其中每支蓝光半导体激光器光束准直后光斑呈现矩形(光斑尺寸长宽比约为1～2)，4支蓝光半导体激光器合光后的光束光斑图样如图3所示。应用该种方式合光后的光束经过聚焦镜，虽焦点位置处光斑为点状，但远离焦点光斑逐渐变大，光斑图样如图3所示，快慢轴两方向上光能分布不均，这将会导致光束切割、雕刻不同方向上切缝、雕蚀宽度不等，影响零部件加工精度。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有的方案导致快慢轴两方向上光能分布不均产生光束切割、雕刻不同方向上切缝、雕蚀宽度不等，影响零部件加工精度的缺陷，从而提供一种蓝光半导体激光器光学模组。

一种蓝光半导体激光器光学模组，包括壳体、四个蓝光半导体激光器、四个SAC平凹柱面镜、四个SAC平凸柱面镜、六个平面反射镜、偏振合束镜和聚焦镜；

所述壳体后端设有第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽和第四凹槽，第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽和第四凹槽内分别固连有第一蓝光半导体激光器、第二蓝光半导体激光器、第三蓝光半导体激光器和第四蓝光半导体激光器；第一蓝光半导体激光器的慢轴方向和第二蓝光半导体激光器的慢轴方向平行，且这两个慢轴方向还与第一凹槽和第二凹槽所构成的平面平行；第三蓝光半导体激光器的慢轴和第四蓝光半导体激光器的慢轴方向平行，且这两个慢轴方向与第一蓝光半导体激光器的慢轴方向和第二蓝光半导体激光器的慢轴方向平行；

所述壳体前端设有四个通孔，四个所述通孔分别与第一蓝光半导体激光器、第二蓝光半导体激光器、第三蓝光半导体激光器和第四蓝光半导体激光器相通；