单管半导体激光器的多单管多波长波长合束模块制造技术

一种半导体激光器的多单管多波长合束模块，包括：四组单管半导体激光器和光学透镜模组，每一组单管半导体激光器，包括X个单管半导体激光器，光学透镜模组包括：光束整形透镜，包含快轴光束整形透镜及慢轴光束整形透镜，波长合束镜，聚焦透镜组，以及反射镜。聚焦透镜组可将多个单管半导体激光器发射的激光消像差及聚焦，于尾纤入射端面处得到一个小于光纤直径长度的

【技术实现步骤摘要】
单管半导体激光器的多单管多波长波长合束模块
本专利技术专利涉及半导体激光器领域，特别涉及一种单管半导体激光器的多波长、多单管激光合束光纤耦合模组。
技术介绍
单管半导体激光器凭借其散热性能好、寿命长、无“微笑”效应、电光转换效率高等优势逐步成为激光器届的新“宠儿”，成为为光纤激光器、固体激光器提供泵浦源的不二之选。但由于单个单管半导体激光器出光功率低、光束质量较差，其应用范围大受限制，而激光合束技术是改善单管模块的重要手段。常用的单管半导体激光器激光合束技术包括：空间合束、波长合束、偏振合束。激光合束技术可提高单管半导体激光器光纤耦合模块的出光功率及光功率密度。随着光束整形技术的进步，可以使用简单的透镜完成光束快慢轴发散角的压缩准直，也为激光合束工艺的进步打下良好的基础。优化多单管半导体激光器激光合束模块的结构，将同时可完成光束整形、多个单管半导体激光器的光束合束，并耦合进小芯径光纤之内的光纤耦合模组，可以获得高功率、高亮度光束输出，有利于降低工业生产成本，极大拓宽单管半导体激光器的应用范围。
技术实现思路
鉴于现有方案存在的问题，为了克服目前技术方案的不足，本专利技术专利提出了一种四波长多单管半导体激光器的光纤耦合装置。根据本专利技术专利的一个方面，提供了一种半导体激光器的多单管多波长合束模块，包括：四组单管半导体激光器，包括：第一组单管半导体激光器，包括X个第一单管半导体激光器，第一单管半导体激光器发射第一波长的第一激光；第二组单管半导体激光器，包括X个第二单管半导体激光器，第二单管半导体激光器发射第二波长的第二激光；第三组单管半导体激光器，包括X个第三单管半导体激光器，第三单管半导体激光器发射第三波长的第三激光；以及第四组单管半导体激光器，包括X个第四单管半导体激光器，第四单管半导体激光器发射第四波长的第四激光；其中X为正整数；光学透镜模组，包括：快轴光束整形透镜，将单管半导体激光器光束快轴方向的光远场发散角进行压缩，慢轴光束整形透镜，将单管半导体激光器慢轴方向的光远场发散角进行压缩；第一波长合束镜，将X个所述第一激光与X个所述第二激光分别相应合束为X个双波长合束激光；第二波长合束镜，将X个所述第一波长合束激光与X个所述第三激光分别相应合束为X个三波长合束激光；第三波长合束镜，将X个所述三波长合束激光与X个所述第四激光分别相应合束为X个四波长合束激光；以及聚焦透镜组，将X个波长合束激光聚焦，得到一个聚焦光斑。可选地，每一组单管半导体激光器中，单管半导体激光器依次呈阶梯设置，相邻单管半导体激光器的高度差相等。可选地，每一组单管半导体激光器中，每一单管半导体激光器对应一反射镜，用于将第一、第二、第三或第四激光反射至相应波长合束镜，对应所述一组单管半导体激光器的反射镜相应呈平行阶梯设置，相邻反射镜的高度差与相邻台阶的高度差均相等。可选地，所述各组单管半导体激光器中相应的单管半导体激光器高度相同，相应的反射镜高度相同。可选地，波长合束模块还包括散热热沉，散热热沉上设置有：第一阶梯座体单元，包括X个台阶，该X个台阶上分别设置所述X个第一单管半导体激光器；第二阶梯座体单元，包括X个台阶，该X个台阶上分别设置所述X个第二单管半导体激光器；第三阶梯座体单元，包括X个台阶，该X个台阶上分别设置所述X个第三单管半导体激光器；以及第四阶梯座体单元，包括X个台阶，该X个台阶上分别设置所述X个第四单管半导体激光器。可选地，波长合束模块还包括：第一反射镜固定阶梯，包括X个台阶，该X个台阶上分别设置X个第一单管半导体激光器对应的X个反射镜；第二反射镜固定阶梯，包括X个台阶，该X个台阶上分别设置X个第二单管半导体激光器对应的X个反射镜；第三反射镜固定阶梯，包括X个台阶，该X个台阶上分别设置X个第三单管半导体激光器对应的X个反射镜；以及，第四反射镜固定阶梯，包括X个台阶，该X个台阶上分别设置X个第四单管半导体激光器对应的X个反射镜。可选地，每一单管半导体激光器出光方向上设置一对整形透镜，包括：快轴整形透镜，用于压缩激光快轴方向的发散角；以及慢轴整形透镜，用于压缩激光慢轴方向的发散角。可选地，第二激光的出光方向上分别设置一第一波长合束镜，仅允许第一波长的激光通过，第三激光出光方向上分别设置一第二波长合束镜，仅允许第一、二波长的激光通过，第四激光出光方向上分别设置一第三波长合束镜，仅允许第一、二、三波长的激光通过可选地，所述聚焦透镜组，对X个四波长合束激光进行消像差及聚焦。可选地，波长合束模块还包括：一光纤，所述四波长合束激光进入所述光纤的输入端，并从所述光纤的输出端输出。从上述技术方案可以看出，本专利技术专利具有以下有益效果：对四组单管半导体激光器的输出光束进行合束并耦合，获得四波长、高功率及高功率密度的激光输出；多组单管半导体激光器分别采用平行阶梯设置，配合反射镜，减小装置整体的体积；每一单管半导体激光器对应一对整形透镜，压缩激光的发散角。附图说明图1为本专利技术专利一实施例中单管半导体激光器的波长合束耦合模块的结构示意图；图2为本专利技术专利一实施例中单管半导体激光器多单管、多波长光纤耦合模块的光路结构示意图。具体实施方式本专利技术专利某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本专利技术专利的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此处所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本专利技术专利满足适用的法律要求。在本说明书中，下述用于描述本专利技术专利原理的各种实施例只是说明，不应该以任何方式解释为限制本专利技术专利的范围。参照附图的下述描述用于帮助全面理解由权利要求及其等同物限定的本专利技术专利的示例性实施例。下述描述包括多种具体细节来帮助理解，但这些细节应认为仅仅是示例性的。因此，本领域普通技术人员应认识到，在不悖离本专利技术专利的范围和精神的情况下，可以对本文中描述的实施例进行多种改变和修改。此外，为了清楚和简洁起见，省略了公知功能和结构的描述。此外，贯穿附图，相同附图标记用于相似功能和操作。为使本专利技术专利的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术专利进一步详细说明。本专利技术专利一实施例提供一种半导体激光器的多单管多波长合束模块，包括四组单管半导体激光器和光学透镜模组。第一单管半导体激光器包括X个第一单管半导体激光器，第一单管半导体激光器发射第一波长的第一激光；第二单管半导体激光器包括X个第二单管半导体激光器，第二单管半导体激光器发射第二波长的第二激光；第三单管半导体激光器包括X个第三单管半导体激光器，第三单管半导体激光器发射第三波长的第三激光；第四单管半导体激光器包括X个第四单管半导体激光器，第四单管半导体激光器发射第四波长的第四激光；其中X为正整数。光学透镜模组包括快轴光束整形透镜、慢轴光束整形透镜、波长合束镜及聚焦透镜组，第一波长合束镜将X个所述第一激光与X个第二激光分别合束为X个双波长合束激光；第二波长合束镜，将X个所述第三激光与上述X个第一波长合束激光分别合束为X个三波长合束激光；第三波长合束镜将X个所述第四激光与上述X个三波长合束激光分别相应合束为X个四波长合束激光；聚焦透镜组将X个四波长合束激光消像差并聚焦。图1为本专利技术专利一实施例中单管半导体激光器的波长合束本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体激光器的多单管多波长合束模块，其中，包括：四组单管半导体激光器，包括：第一组单管半导体激光器，包括X个第一单管半导体激光器，所述第一单管半导体激光器发射第一波长的第一激光；第二组单管半导体激光器，包括X个第二单管半导体激光器，所述第二单管半导体激光器发射第二波长的第二激光；第三组单管半导体激光器，包括X个第三单管半导体激光器，所述第三单管半导体激光器发射第三波长的第三激光；以及第四组单管半导体激光器，包括X个第四单管半导体激光器，所述第四单管半导体激光器发射第四波长的第四激光；其中X为大于等于2的正整数；光学透镜模组，包括：快轴整形透镜，用于压缩激光快轴方向的发散角；以及慢轴整形透镜，用于压缩激光慢轴方向的发散角；第一波长合束镜，用于将X个所述第一激光与X个第二激光分别相应合束为X个双波长合束激光；第二波长合束镜，用于将X个第一波长合束激光与X个第三波长激光分别相应合束为X个三波长合束激光；第三波长合束镜，用于将X个第二波长合束激光与X个第四波长激光分别相应合束为X个四波长合束激光；以及聚焦透镜组，用于将X个波长合束激光消像差并聚焦得到一光斑。

【技术特征摘要】
1.一种半导体激光器的多单管多波长合束模块，其中，包括：四组单管半导体激光器，包括：第一组单管半导体激光器，包括X个第一单管半导体激光器，所述第一单管半导体激光器发射第一波长的第一激光；第二组单管半导体激光器，包括X个第二单管半导体激光器，所述第二单管半导体激光器发射第二波长的第二激光；第三组单管半导体激光器，包括X个第三单管半导体激光器，所述第三单管半导体激光器发射第三波长的第三激光；以及第四组单管半导体激光器，包括X个第四单管半导体激光器，所述第四单管半导体激光器发射第四波长的第四激光；其中X为大于等于2的正整数；光学透镜模组，包括：快轴整形透镜，用于压缩激光快轴方向的发散角；以及慢轴整形透镜，用于压缩激光慢轴方向的发散角；第一波长合束镜，用于将X个所述第一激光与X个第二激光分别相应合束为X个双波长合束激光；第二波长合束镜，用于将X个第一波长合束激光与X个第三波长激光分别相应合束为X个三波长合束激光；第三波长合束镜，用于将X个第二波长合束激光与X个第四波长激光分别相应合束为X个四波长合束激光；以及聚焦透镜组，用于将X个波长合束激光消像差并聚焦得到一光斑。2.根据权利要求1所述的合束模块，其中，每一组单管半导体激光器中，单管半导体激光器依次呈平行阶梯设置，相邻单管半导体激光器的高度差相等。3.根据权利要求2所述的合束模块，其中，每一组单管半导体激光器中，每一单管半导体激光器对应一反射镜，用于分别将第一、第二、第三和第四激光反射至对应波长合束镜，对应所述一组单管半导体激光器的反射镜相应呈平行阶梯设置，反射镜的规格相同，相邻反射镜放置的高度差相等。4.根据权利要求2所述的合束模块，其中，第一组X个单管半导体激光器对应的反射镜数量为(X+1)，用于改变第...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘翠翠，王鑫，王翠鸾，刘素平，马骁宇，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11