一种光纤输出激光器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种光纤输出激光器，包括沿同一光路上依次设置的激光二极管、准直组件、耦合镜和保偏光纤，还包括设置在准直组件、耦合镜之间的圆形光斑整形镜组，圆形光斑整形镜组用于将准直组件准直后的激光光束的快轴压缩或者慢轴扩束，形成圆形光斑的激光光束。该光纤输出激光器，通过设置圆形光斑整形镜组，将准直组件准直后的激光光束慢轴方向扩束至与快轴方向的相同宽度或者将快轴方向激光光束缩束至与慢轴方向相同宽度，从而将准直组件准直后的截面为椭圆形的平行光束转换为截面为圆形的平行光束，即将激光二极管的光斑整形成圆形光斑，圆形光斑更容易被耦合镜耦合进保偏光纤的纤芯中，从而提高光纤输出激光器的耦合效率。

An optical fiber output laser

The utility model discloses an optical fiber output laser, including a laser diode, a collimator, a coupling mirror and a polarization maintaining fiber arranged along the same light path, and a circular spot shaping mirror set arranged between the collimation component and the coupling mirror, and the circular spot shaping mirror group is used to collimate the collimated laser light. The laser beam is formed by the fast axis compression or slow axis expansion of the beam. The optical fiber output laser, by setting a circular spot shaping mirror group, extends the slow axis of the collimated laser beam to the same width as the fast axis direction or the laser beam of the fast axis direction to the same width as the slow axis, thus the cross section of the collimating component is elliptical parallel beam after the collimation of the collimation component. The circular beam is replaced by a circular beam. The laser diode's spot is formed into a circular spot, and the circular spot is more easily coupled into the core of the polarization maintaining fiber by the coupling mirror, thus improving the coupling efficiency of the fiber output laser.

【技术实现步骤摘要】
一种光纤输出激光器
本技术涉及半导体激光器
，尤其涉及一种光纤输出激光器。
技术介绍
光纤输出激光器由于其具有高功率、高消光比、低噪声、以及光纤输出便于设备光路调试等优点，被广泛应用于一些生命科学检测仪器中作为激光光源，如流式细胞仪、血液分析仪、DNA测序仪、共聚焦显微镜、拉曼光谱仪等。光纤输出激光器是这些生命科学检测仪器的核心部分，光纤输出激光器的质量直接决定了仪器的性能指标，必须保证光纤输出激光器输出的光功率能够达到仪器的使用要求。在激光二极管有限的输出功率条件下，光纤输出激光器的耦合效率越高，其输出的激光功率就越高，因此，有必要提高光纤输出激光器的耦合效率，以满足检测仪器对激光器的功率要求。现有的应用于生命科学检测仪器中的光纤输出激光器，如图1所示，包括依次设置的激光二极管1、准直组件2、耦合镜3和保偏光纤4，其中，激光二极管1为波长为400～800nm的单模半导体激光二极管。激光二极管1作为光纤输出激光器的光源，用于发射激光光束；准直组件2用于将激光二极管1发射出的激光光束转变为截面为椭圆形的平行光束，耦合镜3用于将平行光束聚焦耦合进保偏光纤4一端的纤芯中，保偏光纤4的另一端将输出一定功率的激光。但是，上述光纤输出激光器中，由于保偏光纤4的芯径较细，只有5μm左右，而激光二极管1作为上述光纤输出激光器的光源，其发出的激光一般为快轴与慢轴发散角为2:1左右的椭圆形光斑，经准直组件2准直后虽然将发散光束转换为平行光束，但仍然为快轴与慢轴发散角为2:1左右的椭圆形光斑，耦合镜3很难将快轴方向的激光完全耦合到保偏光纤4的纤芯中，导致耦合效率较低。技术内容本技术提供了一种光纤输出激光器，以解决现有技术中耦合镜很难将快轴方向的激光完全耦合到保偏光纤的纤芯中导致的耦合效率低的问题。本技术实施例提供了一种光纤输出激光器，包括圆形光斑整形镜组、以及沿同一光路上依次设置的激光二极管、准直组件、耦合镜和保偏光纤，其中，所述圆形光斑整形镜组设置在所述准直组件和耦合镜之间，用于将所述准直组件准直后的激光光束的快轴压缩或者慢轴扩束，形成圆形光斑的激光光束。优选地，所述圆形光斑整形镜组包括棱镜组、柱面镜组及一维梯度折射率透镜的至少一种。优选地，所述棱镜组包括沿同一光路依次设置第一直角棱镜和第二直角棱镜，所述第一直角棱镜和第二直角棱镜的较小锐角沿所述激光二极管快轴方向分别设置在所述激光二极管两侧，准直后的激光光束依次经过第一直角棱镜的长直角边面、第一直角棱镜的斜边面、第二直角棱镜的长直角边面、第二直角棱镜的斜边面后在快轴方向缩束。优选地，所述棱镜组包括沿同一光路依次设置第二直角棱镜和第一直角棱镜，所述第一直角棱镜和第二直角棱镜的较小锐角沿所述激光二极管慢轴方向分别设置在所述激光二极管两侧，准直后的激光光束依次经过第二直角棱镜的斜边面、第二直角棱镜的长直角边面、第一直角棱镜的斜边面、第一直角棱镜的长直角边面后在慢轴方向扩束。优选地，所述柱面镜组包括沿同一光路依次设置的第一平凸柱面镜和第二平凸柱面镜，准直后的激光光束依次经过所述第一平凸柱面镜的平面、第一平凸柱面镜的凸面、所述第二平凸柱面镜的凸面、第一平凸柱面镜的平面后在慢轴方向扩束，其中，所述第一平凸柱面镜的像方焦点与所述第二平凸柱面镜的物方焦点重合设置，所述第一平凸柱面镜和第二平凸柱面镜宽度方向均与所述激光二极管的慢轴方向平行设置；所述第二平凸柱面镜与第一平凸柱面镜的焦距之比与扩束倍率相同。优选地，所述柱面镜组包括沿同一光路依次设置的第二平凸柱面镜和第一平凸柱面镜，准直后的激光光束依次经过所述第二平凸柱面镜的平面、第二平凸柱面镜的凸面、所述第一平凸柱面镜的凸面、第一平凸柱面镜的平面后在快轴方向缩束，其中，所述第二平凸柱面镜的像方焦点与所述第一平凸柱面镜的物方焦点重合设置，所述第一平凸柱面镜和第二平凸柱面镜宽度方向均与所述激光二极管的快轴方向平行设置；所述第一平凸柱面镜与第二平凸柱面镜的焦距之比与缩束倍率相同。优选地，所述柱面镜组包括沿同一光路依次设置的平凹柱面镜和第三平凸柱面镜，准直后的激光光束依次经过所述平凹柱面镜的平面、平凹柱面镜的凹面、所述第三平凸柱面镜的平面、第三平凸柱面镜的凸面后在慢轴方向扩束，其中，所述平凹柱面镜的物方焦点与所述第三平凸柱面镜的物方焦点重合设置，所述平凹柱面镜和第三平凸柱面镜宽度方向均与所述激光二极管的慢轴方向平行设置；所述第三平凸柱面镜与负的所述平凹柱面镜的焦距之比与扩束倍率相同。优选地，所述柱面镜组包括沿同一光路依次设置的第三平凸柱面镜和平凹柱面镜，准直后的激光光束依次经过所述第三平凸柱面镜的凸面、第三平凸柱面镜的平面、所述平凹柱面镜的凹面、平凹柱面镜的平面后在快轴方向缩束，其中，所述第三平凸柱面镜的像方焦点与所述平凹柱面镜的像方焦点重合设置，所述平凹柱面镜和第三平凸柱面镜宽度方向均与所述激光二极管的快轴方向平行设置；负的所述平凹柱面镜和平凸柱面镜的焦距之比与缩束倍率相同。优选地，还包括楔形双折射晶体，所述楔形双折射晶体设置在所述圆形光斑整形镜组和耦合镜之间，其中，所述楔形双折射晶体的楔角边面为入射面、与所述楔角边面相对的平面为出射面，或，所述楔形双折射晶体与所述楔角边面相对的平面为入射面、楔角边面为出射面。优选地，所述圆形光斑整形镜组包括微透镜阵列和/或望远镜组。本技术提供的技术方案可以包括以下有益效果：本技术实施例提供的光纤输出激光器，在准直组件和耦合镜之间设置圆形光斑整形镜组，通过圆形光斑整形镜组将经准直组件准直后的激光光束慢轴方向扩束至与快轴方向的相同宽度或者将快轴方向激光光束缩束至与慢轴方向相同宽度，从而将准直组件准直后的截面为椭圆形的平行光束转换为截面为圆形的平行光束，即将激光二极管的光斑整形成圆形光斑，圆形光斑更容易被耦合镜耦合进保偏光纤的纤芯中，从而提高光纤输出激光器的耦合效率。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。附图说明为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术提供的一种光纤输出激光器的结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种光纤输出激光器的结构示意图；图3为本技术实施例提供的第一种光纤输出激光器的具体实施例的结构示意图；图4为本技术实施例提供的一种棱镜组的结构示意图；图5为本技术实施例提供的第二种光纤输出激光器的具体实施例的结构示意图；图6为本技术实施例提供的第三种光纤输出激光器的具体实施例的结构示意图；图7为本技术实施例提供的一种柱面镜组的结构示意图；图8为本技术实施例提供的第四种光纤输出激光器的的具体实施例的结构示意图；图9为本技术实施例提供的另一种柱面镜组的结构示意图。具体实施方式实施例一本技术实施例提供一种光纤输出激光器，如图2所示，包括在同一光路上依次设置的激光二极管1、准直组件2、耦合镜3和保偏光纤4，还包括：圆形光斑整形镜组5。激光二极管1作为光纤输出激光器的光源，用于发射激光光束。在本技术实施例中，激光二极管1可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤输出激光器，其特征在于，包括圆形光斑整形镜组(5)、以及沿同一光路上依次设置的激光二极管(1)、准直组件(2)、耦合镜(3)和保偏光纤(4)，其中，所述圆形光斑整形镜组(5)设置在所述准直组件(2)和耦合镜(3)之间，用于将所述准直组件(2)准直后的激光光束的快轴压缩或者慢轴扩束，形成圆形光斑的激光光束。

【技术特征摘要】
1.一种光纤输出激光器，其特征在于，包括圆形光斑整形镜组(5)、以及沿同一光路上依次设置的激光二极管(1)、准直组件(2)、耦合镜(3)和保偏光纤(4)，其中，所述圆形光斑整形镜组(5)设置在所述准直组件(2)和耦合镜(3)之间，用于将所述准直组件(2)准直后的激光光束的快轴压缩或者慢轴扩束，形成圆形光斑的激光光束。2.如权利要求1所述的光纤输出激光器，其特征在于，所述圆形光斑整形镜组(5)包括棱镜组(51)、柱面镜组(52)及一维梯度折射率透镜的至少一种。3.如权利要求2所述的光纤输出激光器，其特征在于，所述棱镜组(51)包括沿同一光路依次设置第一直角棱镜(511)和第二直角棱镜(512)，所述第一直角棱镜(511)和第二直角棱镜(512)的较小锐角沿所述激光二极管(1)快轴方向分别设置在所述激光二极管两侧，准直后的激光光束依次经过第一直角棱镜(511)的长直角边面、第一直角棱镜(511)的斜边面、第二直角棱镜(512)的长直角边面、第二直角棱镜(512)的斜边面后在快轴方向缩束。4.如权利要求2所述的光纤输出激光器，其特征在于，所述棱镜组(51)包括沿同一光路依次设置第二直角棱镜(512)和第一直角棱镜(511)，所述第一直角棱镜(511)和第二直角棱镜(512)的较小锐角沿所述激光二极管(1)慢轴方向分别设置在所述激光二极管两侧，准直后的激光光束依次经过第二直角棱镜(512)的斜边面、第二直角棱镜(512)的长直角边面、第一直角棱镜(511)的斜边面、第一直角棱镜(511)的长直角边面后在慢轴方向扩束。5.如权利要求2所述的光纤输出激光器，其特征在于，所述柱面镜组(52)包括沿同一光路依次设置的第一平凸柱面镜(521)和第二平凸柱面镜(522)，准直后的激光光束依次经过所述第一平凸柱面镜(521)的平面、第一平凸柱面镜(521)的凸面、所述第二平凸柱面镜(522)的凸面、第一平凸柱面镜(521)的平面后在慢轴方向扩束，其中，所述第一平凸柱面镜(521)的像方焦点与所述第二平凸柱面镜(522)的物方焦点重合设置，所述第一平凸柱面镜(521)和第二平凸柱面镜(522)宽度方向均与所述激光二极管(1)的慢轴方向平行设置；所述第二平凸柱面镜(522)与第一平凸柱面镜(521)的焦距之比与扩束倍率相同。6.如权利要求2所述的光纤输出激光器，其特征在于，所述柱面镜组(52)包括沿同一光路依次设置的第二平凸柱面镜(522)...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗宁一，杨建明，徐婓，贺虎成，
申请(专利权)人：维林光电苏州有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32