[发明专利]一种基于偏振面复用的高功率光纤耦合系统

权利要求书

1.一种基于偏振面复用的高功率光纤耦合系统，其特征在于，包括S偏振态的半导体激光器堆叠(1)、第一P偏振态的半导体激光器堆叠(2)、第二P偏振态的半导体激光器堆叠(3)、第一至第三波长合束镜(6～8)、直角棱镜与阶梯棱镜相结合的结构件(9)、旋转棱镜组(11)、扩束柱面镜(12)以及非球面透镜(13)；

其中，所述直角棱镜与阶梯棱镜相结合的结构件(9)中，直角棱镜与阶梯棱镜的厚度一致，所述阶梯棱镜包括一组直角边平面以及阶梯斜面；所述直角棱镜的斜边平面与所述阶梯棱镜的一个直角边平面相结合，相结合的其中一个面上镀有偏振膜；所述阶梯棱镜的阶梯斜面由依次交替设置的第一斜面和第二斜面构成，其中第一斜面与所述阶梯棱镜的一个直边平角面垂直，第二斜面与第一斜面连接处形成135°夹角；

每组半导体激光器堆叠均包括波长为λ₁、λ₂的两组偏振态激光器；第三波长合束镜(8)用于将所述S偏振态的半导体激光器堆叠(1)输出的不同波长光束进行波长合束后，从所述结构件(9)中阶梯斜面的第二斜面垂直方向入射；第一波长合束镜(6)用于将所述第二P偏振态的半导体激光器堆叠(3)输出的不同波长光束进行波长合束后，从所述结构件(9)中直角棱镜的一个直角边平面垂直方向入射；第二波长合束镜(7)用于将所述第一P偏振态的半导体激光器堆叠(2)输出的不同波长光束进行波长合束后，从所述结构件(9)中直角棱镜的另一个直角边平面垂直方向入射；所述偏振膜用于将输入的两组S、P偏振光进行偏振合束，结构件(9)的所述阶梯斜面用于在快轴方向对偏振合束的光束进行全反射输出，实现快轴方向光束的压缩；

所述旋转棱镜组(11)用于对从所述结构件(9)输出光束进行切割重排，均衡快慢轴方向的光参数积；所述扩束柱面镜(12)对切割重排后的光束宽度进行匀化；所述非球面透镜(13)用于将匀化后的光束聚焦耦合进入光纤(14)中。

2.根据权利要求1所述的一种基于偏振面复用的高功率光纤耦合系统，其特征在于，每组半导体激光器堆叠的结构中都包括用于快轴和慢轴方向上光束准直的D型柱面镜(4)和微透镜阵列。

3.根据权利要求1所述的一种基于偏振面复用的高功率光纤耦合系统，其特征在于，所述S偏振态的半导体激光器堆叠(1)包括输出波长分别为λ₁、λ₂的8个巴条的两组S偏振态的激光器，第一P偏振态的半导体激光器堆叠(2)、第二P偏振态的半导体激光器堆叠(3)均包括输出波长分别为λ₁、λ₂的4个巴条的两组P偏振态的激光器。

4.根据权利要求1所述的一种基于偏振面复用的高功率光纤耦合系统，其特征在于，所述结构件(9)的厚度为9mm-12mm，直角棱镜的两直角边长度为7mm-10mm，直角棱镜的斜边长度为9.9mm-15mm；阶梯棱镜中，单个第一斜面的长度为√2/2mm，单个第二斜面的长度为1.3mm。

5.根据权利要求1所述的一种基于偏振面复用的高功率光纤耦合系统，其特征在于，所述结构件(9)的各入射面均镀99.5％的增透膜。

6.根据权利要求1所述的一种基于偏振面复用的高功率光纤耦合系统，其特征在于，所述旋转棱镜组(11)由三个结构相同的旋转棱镜组成，各旋转棱镜的长边为8mm，短边及厚度为4mm，斜边倾角为45°。