一种半导体激光外腔反馈光谱合束装置及其光谱合束方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种半导体激光外腔反馈光谱合束装置及其光谱合束方法。所述装置用于对激光阵列发出的相互平行的多束激光实现光谱合束，包括转换透镜、衍射光栅、准直镜、全反镜一、全反镜二。激光阵列发出的相互平行的多束激光经过转换透镜聚焦在衍射光栅上，衍射光栅将‑1级衍射光和0级衍射光按一定比例分配整体光束功率。0级衍射光经准直镜准直后由全反镜一全部反馈至衍射光栅上再次衍射，在其衍射方向上加入全反镜二与全反镜一形成振荡选模结构，输出的光一部分返回激光阵列形成锁模结构，一部分光从输出光路输出。本发明专利技术可实现在采用较低衍射效率光栅的情况下能够得到较高效率的光谱合束。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体激光
的一种光谱合束装置及其光谱合束方法，尤其涉及一种半导体激光外腔反馈光谱合束装置及其光谱合束方法。
技术介绍
由于半导体激光器具有高光束质量，散热特性好，寿命长等优点，因此在激光医疗、光纤激光器泵浦、激光监控、激光加工等方面都有着广泛的应用。但是近年来随着半导体激光器技术应用的发展，对于如金属焊接、激光切割等要求较高的领域，半导体激光器的应用尚有一定难度，改善半导体激光器的光束质量，提高输出激光束的亮度，对于大功率半导体激光器的发展和应用具有重要意义。通过外腔反馈实现光谱合束，可以有效提高半导体激光器的亮度，它在不增加半导体激光器非合束方向上光束的光束质量的同时将合束方向的光束质量减少至单个发光单元的光束质量。该方法在美国专利US7065107B2，US6192062B1，US6208679，US874222B2和公告号为CN102986097A、名称为“选择性重新定位与旋转波长光束组合系统与方法”的国内专利均有记载，但这些光谱合束方法对激光阵列合束时若要得到较高的效率时，色散元件光栅需要较高的衍射效率。而造价昂贵的光栅在衍射效率高于90％时，提升衍射效率将大大增加成本，且不易大规模生产，使得半导体激光高效率的光谱合束成本升高。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中的技术问题，本专利技术提供了一种半导体激光外腔反馈光谱合束装置及其光谱合束方法。本专利技术的解决方案是：一种半导体激光外腔反馈光谱合束装置，其用于对激光阵列发出的相互平行的多束激光实现光谱合束；所述装置包括转换透镜、衍射光栅、准直镜、全反镜一、全反镜二；激光阵列发出的相互平行的多束激光经过转换透镜聚焦在衍射光栅上，衍射光栅将-1级衍射光和0级衍射光按一定比例分配整体光束功率；0级衍射光经准直镜准直后由全反镜一全部反馈至衍射光栅上再次衍射，在其衍射方向上加入全反镜二与全反镜一形成振荡选模结构，输出的光一部分返回激光阵列形成锁模结构，一部分光从输出光路输出。作为上述方案的进一步改进，-1级衍射光和0级衍射光按75︰25的比例分配整体光束功率。作为上述方案的进一步改进，转换透镜、衍射光栅、准直镜、全反镜一具有相同的光轴。进一步地，衍射光栅与所述光轴呈45度夹角。本专利技术还提供一种半导体激光外腔反馈光谱合束方法，其用于对激光阵列发出的相互平行的多束激光实现光谱合束；所述方法包括以下步骤：所述多束激光经过转换透镜聚焦在衍射光栅上；衍射光栅将-1级衍射光和0级衍射光按一定比例分配整体光束功率；0级衍射光经准直镜准直后由全反镜一全部反馈至衍射光栅上再次衍射，在其衍射方向上加入全反镜二与全反镜一形成振荡选模结构，输出的光一部分返回激光阵列形成锁模结构，一部分光从输出光路输出。作为上述方案的进一步改进，-1级衍射光和0级衍射光按75︰25的比例分配整体光束功率。作为上述方案的进一步改进，激光阵列发出的相互平行的多束激光具有不同的波长。作为上述方案的进一步改进，转换透镜、衍射光栅、准直镜、全反镜一具有相同的光轴。进一步地，衍射光栅与所述光轴呈45度夹角。本专利技术的半导体激光外腔反馈光谱合束装置及其光谱合束方法，可实现在采用较低衍射效率光栅的情况下能够得到较高效率的光谱合束。附图说明图1是本专利技术提供的半导体激光外腔反馈光谱合束装置的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1，本实施方式的半导体激光外腔反馈光谱合束装置用于对激光阵列1发出的相互平行的多束激光实现光谱合束。装置包括转换透镜2、衍射光栅3、准直镜4、全反镜一5、全反镜二6。转换透镜2、衍射光栅3、准直镜4、全反镜一5设置在激光阵列1的相同一侧，且依次逐渐远离激光阵列1，同时具有相同的光轴，衍射光栅3与所述光轴呈45度夹角。全反镜二6位于衍射光栅3的上方，全反镜二6的输出光路为整个装置一部分光的输出光路7。激光阵列1发出的相互平行的多束激光一般具有不同的波长，如图1中的λ1、λ2、λ3。本专利技术的装置在应用时，其相应的光谱合束方法包括以下步骤：激光阵列1发出的相互平行的多束激光经过转换透镜2聚焦在衍射光栅3上；衍射光栅3将-1级衍射光和0级衍射光按一定比例分配整体光束功率(例如75％：25％)；0级衍射光经准直镜4准直后由全反镜一5全部反馈至衍射光栅3上再次衍射，在其衍射方向上加入全反镜二6与全反镜一5形成振荡选模结构，输出的光一部分返回激光阵列1形成锁模结构，一部分光从输出光路7输出。因此，本专利技术的半导体激光外腔反馈光谱合束装置及其光谱合束方法，可实现在采用较低衍射效率光栅的情况下能够得到较高效率的光谱合束。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体激光外腔反馈光谱合束装置，其用于对激光阵列(1)发出的相互平行的多束激光实现光谱合束；其特征在于：所述装置包括转换透镜(2)、衍射光栅(3)、准直镜(4)、全反镜一(5)、全反镜二(6)；激光阵列(1)发出的相互平行的多束激光经过转换透镜(2)聚焦在衍射光栅(3)上，衍射光栅(3)将‑1级衍射光和0级衍射光按一定比例分配整体光束功率；0级衍射光经准直镜(4)准直后由全反镜一(5)全部反馈至衍射光栅(3)上再次衍射，在其衍射方向上加入全反镜二(6)与全反镜一(5)形成振荡选模结构，输出的光一部分返回激光阵列(1)形成锁模结构，一部分光从输出光路(7)输出。

【技术特征摘要】
1.一种半导体激光外腔反馈光谱合束装置，其用于对激光阵列(1)发出的相互平行的多束激光实现光谱合束；其特征在于：所述装置包括转换透镜(2)、衍射光栅(3)、准直镜(4)、全反镜一(5)、全反镜二(6)；激光阵列(1)发出的相互平行的多束激光经过转换透镜(2)聚焦在衍射光栅(3)上，衍射光栅(3)将-1级衍射光和0级衍射光按一定比例分配整体光束功率；0级衍射光经准直镜(4)准直后由全反镜一(5)全部反馈至衍射光栅(3)上再次衍射，在其衍射方向上加入全反镜二(6)与全反镜一(5)形成振荡选模结构，输出的光一部分返回激光阵列(1)形成锁模结构，一部分光从输出光路(7)输出。2.如权利要求1所述的半导体激光外腔反馈光谱合束装置，其特征在于：-1级衍射光和0级衍射光按75︰25的比例分配整体光束功率。3.如权利要求1所述的半导体激光外腔反馈光谱合束装置，其特征在于：转换透镜(2)、衍射光栅(3)、准直镜(4)、全反镜一(5)具有相同的光轴。4.如权利要求3所述的半导体激光外腔反馈光谱合束装置，其特征在于：衍射光栅(3)与所述光轴呈45度夹角。5.一种半...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖伟，潘华东，廖新胜，周红武，杨松，
申请(专利权)人：苏州长光华芯光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32