本发明专利技术涉及一种端面泵浦用半导体激光器光纤耦合输出光斑检测装置及方法，包括沿激光光束方向依次设置的光纤准直器、第一楔形分束镜、第一光束终止器、中性密度滤光片、聚焦透镜、CCD相机；半导体激光器的光纤耦合输出接口与光纤准直器连接。本发明专利技术通过合理地设计耦合透镜组对入射激光进行成像，选取恰当光密度的中性密度滤光片组合对入射激光进行等比例衰减，并将CCD相机放置于光纤端面的像面处，最终能够实现对高功率光纤耦合半导体激光器的光纤输出端面光斑的形状、大小、均匀性、对称性以及包层是否漏光等参数进行检测。相比之下，本发明专利技术所涉及的装置及方法能够很好地适用于高功率光纤耦合半导体激光器的光斑检测，并且该装置结构简单。装置结构简单。装置结构简单。
【技术实现步骤摘要】
一种端面泵浦用半导体激光器光纤耦合输出光斑检测装置及方法
[0001]本专利技术涉及激光器
，尤其涉及一种端面泵浦用半导体激光器光纤耦合输出光斑检测装置及方法。
技术介绍
[0002]光纤耦合半导体激光器端面泵浦的全固态激光器具有体积小、转换效率高、寿命长、性能稳定以及光束质量好等诸多优点，已经被广泛地应用在激光打标、激光切割、激光空间远距通讯等各个领域。采用端面泵浦可以更好地实现高转换效率、高光束质量的基模激光输出。实现基模激光输出不仅要对增益介质的选取、腔型设计等诸多方面进行优化，还要考虑泵浦光的各个参数指标，例如，泵浦光的波长、光谱、纤芯直径、数值孔径、光斑分布等。端面泵浦过程是把半导体激光器光纤耦合输出的泵浦光经准直和聚焦后，以一定比例成像于增益介质内部，因此，为保证高效率和高光束质量激光的输出，需要满足泵浦光和激光的模式匹配，包括尺寸匹配和分布匹配两方面。因此对应用于端面泵浦的半导体激光器光纤耦合输出光斑进行检测是十分必要的。
[0003]随着工业和科研应用对端面泵浦用光纤耦合半导体激光器要求的不断提高，市场对半导体激光器相关参数的检测要求也越来越高。
[0004]针对半导体激光器光纤耦合输出光斑参数检测，多数检测方案利用CCD相机直接对半导体激光器的输出激光进行采集。参见中国专利文献CN210198679U。该方法的局限性在于，一方面，对半导体激光器发出的激光进行光斑采集时，无法直接检测到光纤端面的输出光斑情况，近场的激光可以看作是由光纤端面上无数点光源发出的发散球面波在空间传输过程中的相互叠加，起到空间匀滑效果，因此CCD相机所采集到的光斑并不能真实地反映光纤端面输出光斑的均匀性；另一方面，受限于半导体激光器光纤耦合输出的激光具有较大的发散角，并且CCD相机采集光斑大小范围有限，CCD相机必须靠近光纤输出端放置，纤芯光和包层光虽然发散角有差异，但因传输距离短，无法在空间有效分离，因此该方法无法有效地分辨出光纤纤芯光和包层光。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的就是满足上述应用中的需求，并为此提供一种端面泵浦用半导体激光器光纤耦合输出光斑检测装置及方法。
[0006]本专利技术通过合理地设计耦合透镜组对入射激光进行成像，选取恰当光密度的中性密度滤光片组合对入射激光进行等比例衰减，并将CCD相机放置于光纤端面的像面处，最终能够实现对高功率光纤耦合半导体激光器的光纤输出端面光斑的形状、大小、均匀性、对称性以及包层是否漏光等参数进行检测。相比之下，本专利技术所涉及的装置及方法能够很好地适用于高功率光纤耦合半导体激光器的光斑检测，并且该装置具有结构简单的特点。
[0007]本专利技术的技术方案为：
[0008]一种端面泵浦用半导体激光器光纤耦合输出光斑检测装置，包括沿激光光束方向依次设置的光纤准直器、第一楔形分束镜、第一光束终止器、中性密度滤光片、聚焦透镜、CCD相机；半导体激光器的光纤耦合输出接口与光纤准直器连接；
[0009]所述光纤准直器对发出的激光进行准直，所述第一楔形分束镜将准直后的激光进行分束、光强衰减，所述中性密度滤光片对入射激光的光强进行等比例衰减，所述聚焦透镜将等比例衰减后的激光进行聚焦，所述CCD相机对聚焦后光路上光纤端面像面处的激光光斑进行实时采集并通过上位机软件进行分析。
[0010]根据本专利技术优选的，半导体激光器的光纤耦合输出接口为SMA
‑
905接头。
[0011]根据本专利技术优选的，所述光纤准直器的镜筒内部装配有透镜组，对半导体激光器光纤耦合输出的激光进行准直。
[0012]根据本专利技术优选的，所述透镜组的镜片均镀有半导体激光器相应输出波长的高透膜层。
[0013]根据本专利技术优选的，所述第一楔形分束镜前表面与准直光束呈入射角45
°
放置，透射光注入到所述第一光束终止器中。
[0014]根据本专利技术优选的，所述第一楔形分束镜后沿反射激光光束方向设置有第二楔形分束镜、第二光束终止器，用于对大功率半导体激光器光纤耦合输出光斑的检测。
[0015]根据本专利技术优选的，所述第二楔形分束镜前表面与准直光束呈入射角45
°
放置，透射光注入到所述第二光束终止器中。
[0016]根据本专利技术优选的，所述第一楔形分束镜及所述第二楔形分束镜的材质均为未镀膜紫外熔融石英或K9玻璃。
[0017]根据本专利技术优选的，所述中性密度滤光片选取不同的光密度组合，对入射光进行等比例衰减。
[0018]根据本专利技术优选的，所述中性密度滤光片采用吸收型中性密度滤光片；所述中性密度滤光片能够自由插入组合和拆卸。
[0019]一种端面泵浦用半导体激光器光纤耦合输出光斑检测方法，通过上述光斑检测装置实现，具体实现过程包括：
[0020](1)光纤输出的发散激光通过光纤准直器进行准直后入射到第一楔形分束镜，透射光注入到第一光束终止器中，反射光经衰减后进入测量端；
[0021](2)测量端，采用中性密度滤光片对反射激光进行等比例衰减，再利用聚焦透镜对激光进行聚焦，输出的激光经放置于光纤端面成像处的CCD相机对光斑进行实时采集并通过上位机进行分析；
[0022]通过合理地选取聚焦透镜的焦距、中性密度滤光片的光密度以及CCD相机的位置能够得到光纤端面的清晰成像图像，即可实现对半导体激光器光纤耦合输出光斑的形状、大小、均匀性、对称性以及包层是否漏光参数的检测，其中，光斑的形状、大小通过上位机直接获得，光斑的均匀性、对称性以及包层是否漏光通过对上位机获得的光纤端面的清晰成像图像进行观察比对来判断。
[0023]本专利技术提供的技术方案的有益效果是：
[0024]1、本专利技术提出的端面泵浦用半导体激光器光纤耦合输出光斑检测装置及方法，具有合理地成像系统及光强衰减部分，更具有普适性。
[0025]2、本专利技术提出的光斑检测方法简单、可靠、易操作，并且可以精确直观地对光纤端面的光斑进行成像。
[0026]3、本专利技术所用到的各光学元件均为市面上已有的常用光学元件，易于获得。
附图说明
[0027]图1为一种端面泵浦用半导体激光器光纤耦合输出光斑检测装置装配图一；
[0028]图2为一种端面泵浦用半导体激光器光纤耦合输出光斑检测装置装配图二；
[0029]图3为实施例1半导体激光器光纤耦合输出端面成像的像面光斑示意图；
[0030]图4为实施例1半导体激光器光纤耦合输出非端面成像的像面光斑示意图；
[0031]图5为实施例2半导体激光器光纤耦合输出端面成像的像面光斑示意图；
[0032]图6为实施例2半导体激光器光纤耦合输出非端面成像的像面光斑示意图；
[0033]图7为实施例3半导体激光器光纤耦合输出端面成像的像面光斑示意图；
[0034]图8为实施例3半导体激光器光纤耦合输出非端面成像的像面光斑示意图；
[0035]图9为实施例4半导体激光器光纤耦合输出端面成像的像面光斑示意本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种端面泵浦用半导体激光器光纤耦合输出光斑检测装置，其特征在于，包括沿激光光束方向依次设置的光纤准直器、第一楔形分束镜、第一光束终止器、中性密度滤光片、聚焦透镜、CCD相机；半导体激光器的光纤耦合输出接口与光纤准直器连接；所述光纤准直器对发出的激光进行准直，所述第一楔形分束镜将准直后的激光进行分束、光强衰减，所述中性密度滤光片对入射激光的光强进行等比例衰减，所述聚焦透镜将等比例衰减后的激光进行聚焦，所述CCD相机对聚焦后光路上光纤端面像面处的激光光斑进行实时采集并进行分析。2.根据权利要求1所述的一种端面泵浦用半导体激光器光纤耦合输出光斑检测装置，其特征在于，半导体激光器的光纤耦合输出接口为SMA
‑
905接头。3.根据权利要求1所述的一种端面泵浦用半导体激光器光纤耦合输出光斑检测装置，其特征在于，所述光纤准直器的镜筒内部装配有透镜组，对半导体激光器光纤耦合输出的激光进行准直；进一步优选的，所述透镜组的镜片均镀有半导体激光器相应输出波长的高透膜层。4.根据权利要求1所述的一种端面泵浦用半导体激光器光纤耦合输出光斑检测装置，其特征在于，所述第一楔形分束镜前表面与准直光束呈入射角45
°
放置，透射光注入到所述第一光束终止器中。5.根据权利要求1所述的一种端面泵浦用半导体激光器光纤耦合输出光斑检测装置，其特征在于，所述第一楔形分束镜后沿反射激光光束方向设置有第二楔形分束镜、第二光束终止器，用于对大功率半导体激光器光纤耦合输出光斑的检测。6.根据权利要求5所述的一种端面泵浦用半导体激光器光纤耦合输出光斑检测装置，其特征在于，所述第二楔形分束...
【专利技术属性】
技术研发人员：程文雍，宋琛，李大振，杨厚文，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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