一种基于短线阵条激光器的千瓦级半导体激光光纤耦合装置制造方法及图纸

一种高功率半导体激光光纤耦合装置，属于激光技术领域。该领域已知技术难以有效改善光纤耦合半导体激光器的光束质量与输出功率，使大功率半导体激光器的应用受到很大限制。本发明专利技术采用三个激光叠阵模块，分别通过合束、扩束、聚焦，获得高功率、高光束质量的激光输出，采用激光叠阵的输出光束经45度反射实现交叠合束，通过柱透镜在慢轴方向上的会聚调整，使合束光束的聚焦束腰在快、慢轴方向的位置一致，耦合光路经过两个反射镜的折转，使整个光路结构紧凑排布。

A kilowatt level semiconductor laser fiber coupling device based on short linear bar laser

The utility model relates to a high power semiconductor laser fiber coupling device, belonging to the laser technology field. It is difficult to effectively improve the beam quality and output power of the optical fiber coupled semiconductor laser in this field, so the application of high-power semiconductor lasers is greatly limited. With three laser array modules, the laser output of high power and high beam quality is obtained by combining beam, beam expansion and focusing respectively. The output beam of the laser stacked output beam is used to achieve overlapping beams through 45 degrees of reflection. The focusing beam of the beam is focused on the fast and slow axis through the convergence of the column lens in the slow axis direction. The direction of light is uniform, and the coupling light path is folded through two mirrors to make the whole optical path compact.

【技术实现步骤摘要】
一种基于短线阵条激光器的千瓦级半导体激光光纤耦合装置
本专利技术涉及一种高功率半导体激光光纤耦合装置，属于激光

技术介绍
半导体激光器具备体积小、效率高、易集成等优点，广泛用于通讯、医疗、军事等领域。由于半导体激光器固有的结构，其输出光束存在很大的像散，其在快慢轴方向的能量分布不均匀且不对称，通常情况下釆用光纤耦合方法改善其光束质量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高功率半导体激光光纤耦合输出装置，本装置简化了激光器输出耦合系统，为高功率半导体激光器光纤耦合封装提供了一种可行方案。为了实现上述目的，本专利技术涉及的半导体激光光纤耦合装置，采用三个激光叠阵模块，分别通过合束、扩束、聚焦，获得高功率、高光束质量的激光输出。半导体激光器光纤耦合装置由三个半导体激光叠阵、快轴准直透镜阵列、慢轴准直镜、反射镜组、扩束系统、柱透镜、聚焦透镜和光纤构成。三个准直透镜阵列分别置于三个半导体激光叠阵前部，进行快轴、慢轴方向的光束准直以降低光束发散角。三个半导体激光叠阵均由多个相同的短线阵条激光器堆叠组成。第一半导体激光叠阵的出光方向与第二半导体激光叠阵、第三半导体激光叠阵出光方向垂直；第二半导体激光叠阵与第三半导体激光叠阵的出光方向平行。第一反射镜组与第二反射镜组均由多个矩形反射镜组成，每个矩形反射镜的口径由对应的每个短线阵条激光器的输出光束尺寸决定，且与出光方向成45度角。第二半导体激光叠阵、第三半导体激光叠阵输出光束准直后，分别经过反射镜组实现光束方向折转90度，与第一半导体激光叠阵准直后的输出光束实现合束。扩束系统由负透镜、正透镜构成，实现光束在快、慢轴方向的尺寸一致。柱透镜对扩束后的激光束在慢轴方向上进行会聚调整，使光束在快、慢轴方向的聚焦束腰位置一致。合束后的光路分别经过第一反射镜、第二反射镜进行90度折转，再经过消球差聚焦透镜耦合进光纤中，实现整个光路结构的紧凑排布。附图说明图1为高功率半导体激光光纤耦合装置结构示意图。1为第一半导体激光叠阵，2为第二半导体激光叠阵，3为第三半导体激光叠阵，4为第一准直透镜阵列，5为第二准直透镜阵列，6为第三准直透镜阵列，7为第一反射镜组，8为第二反射镜组，9为扩束系统中的负透镜，10为扩束系统中的正透镜，11为第一反射镜，12为第二反射镜，13为柱透镜，14为消球差聚焦透镜，15为多模光纤。具体实施方式为了使本方案的目的及优点更清楚，以下结合附图进行进一步的说明。参照图1，本实施例中高功率半导体激光光纤耦合装置，该装置包括：第一半导体激光叠阵1，第二半导体激光叠阵2，第三半导体激光叠阵3，第一准直透镜阵列4，第二准直透镜阵列5，第三准直透镜阵列6，第一反射镜组7，第二反射镜组8，负透镜9，正透镜10，第一反射镜11，第二反射镜12，柱透镜13，消球差聚焦透镜14，多模光纤15。在本实施例中，所述的三个半导体激光叠阵的激光发射波长一致为915nm。半导体激光叠阵由10层短线阵条激光器组成，叠层周期为1.8毫米。每个半导体激光叠阵的激光输出功率为500瓦。第一半导体激光叠阵1、第二半导体激光叠阵2、第三半导体激光叠阵3的激光输出，分别经过第一准直透镜阵列4、第二准直透镜阵列5、第三准直透镜阵列6进行光束准直。第二半导体激光叠阵2、第三半导体激光叠阵3准直后的激光输出，分别经过第一反射镜组7、第二反射镜组8的反射后，与第一半导体激光叠阵1的激光输出实现合束。然后，经过负透镜9、正透镜10组成的扩束系统实现快、慢轴方向上的光束尺寸一致。上述扩束后的光束，经柱透镜13对慢轴方向的光束进行准直调整后，经过消球差聚焦透镜14会聚耦合进400微米芯径的多模光纤15中。光路中的第一反射镜11、第二反射镜12分别实现光路的90度折转。以上三个半导体激光叠阵的激光输出耦合进400微米芯径多模光纤的激光功率可达1200瓦。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高功率半导体激光光纤耦合装置，其特征在于，采用三个激光叠阵模块，分别通过合束、扩束、聚焦，获得高功率、高光束质量的激光输出。

【技术特征摘要】
1.一种高功率半导体激光光纤耦合装置，其特征在于，采用三个激光叠阵模块，分别通过合束、扩束、聚焦，获得高功率、高光束质量的激光输出。2.根据权利要求1所述的高功率半导体激光光纤耦合装置，其特征在于，合束结构采用激光叠阵的输出光束经45度反射实现交叠合束。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾华欣，高欣，乔忠良，张晶，李辉，薄报学，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22