一种光纤、半导体激光模块及光纤制作方法技术

本发明专利技术涉及光纤技术领域，尤其涉及一种光纤、半导体激光模块及光纤制作方法。其中，该光纤用于耦合激光束，光纤包括用于耦合激光束的端面，端面与垂直于光纤轴线的平面之间的耦合角不等于0，入射的激光束的轴线与光纤的轴线之间的夹角为倾斜角，以使折射后的激光束的轴线与光纤的轴线同轴。因此，一方面，激光束在光纤端面上的反射光束与入射光束在空间上充分分离，反射光束不会沿原光路返回损伤激光发射模组。另一方面，折射入光纤的激光束与光纤的轴线同轴传输，因此不会产生激光亮度恶化的现象。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤、半导体激光模块及光纤制作方法
本专利技术涉及光纤
，尤其涉及一种光纤、半导体激光模块及光纤制作方法。
技术介绍
高功率光纤激光器以其稳定可靠、免维护的优点，正逐步取代传统的气体或固体激光器，成为薄板金属切割、焊接领域的重要加工工具。目前，高功率光纤激光器中普遍使用半导体激光模块作为其泵浦源。半导体激光模块包括激光发射模组与光纤，激光发射模组发送激光束，并将激光束耦合至光纤，请参阅图1，入射激光束的轴线与光纤的轴线同轴，光纤的轴线垂直于光纤的端面，其中，光纤端面镀有增透膜。专利技术人在实现本专利技术的过程中，发现传统技术至少存在以下问题：一方面，垂直入射的激光束容易原路返回至激光发射模组，从而损伤激光发射模组。另一方面，激光束耦合至光纤后，由于激光的全反射角比较大，因此，折射后激光的发散角较大，从而导致光纤输出的激光束的亮度出现恶化，例如，亮度降低。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术实施例的一个目的旨在提供一种光纤、半导体激光模块及光纤制作方法，其避免反射光束原路返回以及激光束亮度恶化的现象。在第一方面，本专利技术实施例提供一种光纤，用于耦合激光束，所述光纤包括用于耦合激光束的端面，所述端面与垂直于所述光纤轴线的平面之间的耦合角不等于0，入射的激光束的轴线与所述光纤的轴线之间的夹角为倾斜角，以使折射后的激光束的轴线与所述光纤的轴线同轴。可选地，所述耦合角与所述倾斜角存在以下关系：其中，n为所述光纤的折射率，α为所述耦合角，β为所述倾斜角。在第二方面，本专利技术实施例提供一种半导体激光模块，包括：壳体，包括收容腔；任一项所述的光纤；以及，激光发射模组，其收容于所述壳体内，所述激光发射模组用于发送激光束，并将所述激光束耦合至所述光纤。可选地，所述激光发射模组包括：多路激光单元，用于发射激光束；聚焦透镜，用于聚焦所述激光束并将所述激光束耦合至所述光纤。可选地，每路所述激光单元皆包括：半导体激光芯片，用于产生激光；快轴准直镜，其设置于所述半导体激光芯片的输出端，用于准直处理所述激光；慢轴准直镜，其设置于所述快轴准直镜的输出端，用于准直处理经过所述快轴准直镜处理后的激光；反射镜，其设置于所述慢轴准直镜的输出端，用于反射并空间叠加经过所述慢轴准直镜处理后的激光以形成激光束，并通过所述聚焦透镜将所述激光束耦合至所述光纤。可选地，所述半导体激光模块还包括陶瓷插芯或金属插芯，所述光纤通过所述陶瓷插芯或所述金属插芯固定在所述壳体上。在第三方面，本专利技术实施例提供一种光纤制作方法，所述方法包括：提供光纤；形成所述光纤端面，其中，所述端面与垂直于所述光纤轴线的平面之间的耦合角不等于0，并在所述光纤端面耦合激光束时，入射的激光束的轴线与所述光纤的轴线之间的夹角为倾斜角，以使折射后的激光束的轴线与所述光纤的轴线同轴。可选地，所述耦合角与所述倾斜角存在以下关系：其中，n为所述光纤的折射率，α为所述耦合角，β为所述倾斜角。可选地，所述耦合角由研磨机研磨所述光纤形成，或者，由光纤切刀切割形成。可选地，所述端面是经过精密抛光处理的。在本专利技术实施例提供的光纤、半导体激光模块及光纤制作方法中，光纤包括用于耦合激光束的端面，端面与垂直于光纤轴线的平面之间的耦合角不等于0，入射的激光束的轴线与光纤的轴线之间的夹角为倾斜角，以使折射后的激光束的轴线与光纤的轴线同轴。因此，一方面，激光束在光纤端面上的反射光束与入射光束在空间上充分分离，反射光束不会沿原光路返回损伤激光发射模组。另一方面，折射入光纤的激光束与光纤的轴线同轴传输，因此不会产生激光亮度恶化的现象。附图说明一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。图1是传统技术提供一种激光束耦合至光纤的示意图；图2是专利技术实施例提供一种半导体激光模块的结构示意图；图3是专利技术实施例提供一种激光发射模组的结构示意图；图4是专利技术实施例提供一种半导体激光模块的工作原理示意图；图5是专利技术实施例提供一种激光单元的结构示意图；图6是本专利技术实施例提供一种激光束耦合至光纤的示意图；图7是本专利技术实施例提供一种光纤制作方法的流程示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面结合附图和具体实施例，对本专利技术进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本专利技术。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。此外，下面所描述的本专利技术不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。为了方便更加深入理解本专利技术的目的，传统技术除了在
技术介绍
所阐述的缺点之外，其至少还存在以下缺点：如前所述，光纤的端面镀有增透膜，因此，用户需要耗费高成本、时间制作此类光纤。增透膜的损伤阈值比较低，对于高功率光纤激光器而言，为了在工业使用过程中能够长期稳定工作，通常需要保证光纤端面上的激光功率密度低于10MW/cm2。然而，随着半导体激光技术的进步，半导体激光模组的输出功率越来越大，亮度越来越高。显然，传统技术已经无法满足大功率、高亮度半导体激光模组中对光纤输入端的高损伤阈值的要求了。基于此，本专利技术实施例提供一种半导体激光模块。请参阅图2，该半导体激光模块100包括壳体200、光纤300、激光发射模组400及光纤固定件(图未示)。壳体200包括收容腔，壳体200可以呈任意合适的形状。光纤300通过光纤固定件固定在壳体200上，其中，该光纤固定件包括陶瓷插芯或金属插芯，光纤300通过陶瓷插芯或金属插芯固定在壳体200上。在一些实施例中，壳体200可以同时安装多条光纤，激光发射模组400同时通过多条光纤输出各路激光束，因此，本实施例提供的半导体激光模块100可以为多路半导体激光模块。在一些实施例中，光纤300包括单包层光纤或双包层光纤。激光发射模组400收容于壳体200内，激光发射模组400用于发送激光束，并将激光束耦合至光纤300。请参阅图3，激光发射模组400包括：多路激光单元41与聚焦透镜42。多路激光单元41用于发射激光束，每一路激光单元41皆可以产生激光，并将各路激光叠加形成激光束。聚焦透镜42用于聚焦激光束并将激光束耦合至光纤300。请参阅图4，每路激光单元41皆包括：半导体激光芯片411、快轴准直镜412、慢轴准直镜413及反射镜414。半导体激光芯片411用于产生激光。由于激光发射模组400包括多路激光单元41，因此，本实施例提供的半导体激光模块100可以为多芯片的半导体激光模块。快轴准直镜412设置于半导体激光芯片411的输出端，用于准直处理激光。慢轴准直镜413设置于快轴准直镜412的输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤，用于耦合激光束，其特征在于，所述光纤包括用于耦合激光束的端面，所述端面与垂直于所述光纤轴线的平面之间的耦合角不等于0，入射的激光束的轴线与所述光纤的轴线之间的夹角为倾斜角，以使折射后的激光束的轴线与所述光纤的轴线同轴。

【技术特征摘要】
1.一种光纤，用于耦合激光束，其特征在于，所述光纤包括用于耦合激光束的端面，所述端面与垂直于所述光纤轴线的平面之间的耦合角不等于0，入射的激光束的轴线与所述光纤的轴线之间的夹角为倾斜角，以使折射后的激光束的轴线与所述光纤的轴线同轴。2.根据权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述耦合角与所述倾斜角存在以下关系：其中，n为所述光纤的折射率，α为所述耦合角，β为所述倾斜角。3.一种半导体激光模块，其特征在于，包括：壳体，包括收容腔；如权利要求1或2所述的光纤；以及，激光发射模组，其收容于所述壳体内，所述激光发射模组用于发送激光束，并将所述激光束耦合至所述光纤。4.根据权利要求3所述的半导体激光模块，其特征在于，所述激光发射模组包括：多路激光单元，用于发射激光束；聚焦透镜，用于聚焦所述激光束并将所述激光束耦合至所述光纤。5.根据权利要求4所述的半导体激光模块，其特征在于，每路所述激光单元皆包括：半导体激光芯片，用于产生激光；快轴准直镜，其设置于所述半导体激光芯片的输出端，用于准直处理所述激光；慢轴准直镜，其设置于所述快轴准直...

【专利技术属性】
技术研发人员：周少丰，黄良杰，蒋羽铃，
申请(专利权)人：深圳市星汉激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44