一种高亮度半导体激光模块制造技术

本发明专利技术公开了一种高亮度半导体激光模块，属于半导体激光器技术领域，包括基座和设置于第一、第二二维激光阵列光源内的快轴准直镜，与第一、第二二维激光阵列光源内包含的多个单管相对应；第一、第二二维激光阵列光源的光束经快轴准直镜、慢轴准直阵列准直，其中一半准直后的光束由半波片改变偏振态进入光束变换系统后，与另一半准直后直接进入光束变换系统由反射镜转向后的光束经偏振合束器完成合束；合束后光束经设置于基座上的光束平移系统、扩束系统、聚焦镜后耦合进光纤。本发明专利技术缩小了绿光半导体激光器模块体积，改善二维激光阵列光源的光束质量，使得准直后的光束经聚焦可以耦合进小数值孔径光纤，实现绿光半导体激光高亮度光纤耦合输出。度光纤耦合输出。度光纤耦合输出。

【技术实现步骤摘要】
一种高亮度半导体激光模块


[0001]本专利技术涉及半导体激光器
，具体涉及一种高亮度半导体激光模块。

技术介绍

[0002]半导体激光凭借着其自身高稳定性、高光电转换效率、体积小等优势在各个领域发挥着越来越重要的作用。高亮度绿光激光器在作为泵浦源、材料加工、医疗等领域的需求在不断增长，但是由于绿光半导体激光芯片的发展困难，高亮度绿光半导体激光器模块的发展也同样受限。
[0003]同时在一些小体积应用的条件下，常用的T0封装绿光半导体激光体积较大，市面上小体积的绿光半导体二维激光阵列光源由于快、慢轴方向单管数目的固定和准直镜的选型限制，导致其并不能直接应用，使得准直后的光束经聚焦后无法耦合进小数值孔径的光纤，这使得高亮度绿光激光器模块的发展缓慢，因此，急需一种高亮度半导体激光模块。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的不足之处，本专利技术提供了一种高亮度半导体激光模块。
[0005]本专利技术公开了一种高亮度半导体激光模块，包括基座和设于基座一端且位于同一平面的第一二维激光阵列光源和第二二维激光阵列光源，所述第一二维激光阵列光源和第二二维激光阵列光源内均设有多个单管，且每个所述单管的光路方向均设有快轴准直镜；
[0006]所述第一二维激光阵列光源的快轴准直镜的出光方向上依次设有第一慢轴准直阵列和第一光束变换系统，所述第二二维激光阵列光源的快轴准直镜的出光方向上依次设有第二慢轴准直阵列、半波片、第二光束变换系统和反射镜；
[0007]所述快轴准直镜、慢轴准直阵列依次对对应的所述单管发出的快、慢轴光束进行准直，经所述第二慢轴准直阵列准直的第二光束由所述半波片改变偏振状态后依次进入所述第二光束变换系统和反射镜，经所述反射镜转向后的所述第二光束与经所述第一慢轴准直阵列准直后直接进入所述第一光束变换系统的第一光束经设于所述基座上的偏振合束器完成合束；
[0008]合束后的光束依次经过设置于所述基座上的光束平移系统、扩束系统和聚焦镜后耦合进光纤。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述基座为长条形基座，沿所述长条形基座的长边方向在所述长条形基座的一侧竖直固定安装有散热板；
[0010]所述第一二维激光阵列光源和第二二维激光阵列光源沿快轴方向可拆卸式固定安装在所述散热板上，且与所述长条形基座相垂直；
[0011]所述第一二维激光阵列光源和所述第二二维激光阵列光源的激光波长均在绿光波段，每个所述单管的有源宽度均在15
‑
20μm；
[0012]所述第一慢轴准直阵列垂直于所述长条形基座且与所述第一二维激光阵列光源平行设置；
[0013]所述第二慢轴准直阵列和半波片均垂直于所述长条形基座且与所述第二二维激光阵列光源平行设置。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述第一光束变换系统和第二光束变换系统均包括光束变换反射镜组和光束压缩反射镜；
[0015]所述光束变换反射镜组包括以一定角度倾斜设置的第一光束反射镜和第二光束反射镜，所述第一光束反射镜和第二光束反射镜沿竖直方向上下平行设置；
[0016]经第一慢轴准直阵列准直后的第一光束或经所述半波片改变偏振状态后的第二光束中的快、慢轴光束平行进入所述第一光束变换系统或第二光束变换系统内，经第一光束变换系统或第二光束变换系统内的第一光束反射镜将快、慢轴光束进行第一次向下反射，以使一次反射后的快、慢轴光束的方向与初始光束在竖直方向呈90
°
；
[0017]经所述第一光束反射镜反射后的快、慢轴光束经过第二光束反射镜进行第二次反射，以使二次反射后的快、慢轴光束的方向与初始光束平行；
[0018]经所述第二光束反射镜反射后的快、慢轴光束经过光束压缩反射镜进行第三次反射，以使三次反射后的快、慢轴光束的方向与平行于所述散热板铺设方向。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，所述光束变换反射镜组和光束压缩反射镜为分立式光学元件或一体式光学元件。
[0020]作为本专利技术的进一步改进，所述反射镜垂直于所述基座，且与所述散热板呈45
°
设置；
[0021]所述偏振合束器与所述反射镜平行设置，且位于经所述第一光束变换系统转向后的第一光束的光路上；
[0022]经所述第二光束变换系统转向后的第二光束沿平行于散热板方向入射到所述反射镜，经所述反射镜改变传输方向后沿垂直于散热板的方向入射到所述偏振合束器。
[0023]作为本专利技术的进一步改进，所述光学平移系统设置在所述偏振合束器的输出光路上，所述光学平移系统包括第一光束平移折射镜和第二光束平移折射镜；
[0024]所述第一光束平移折射镜用于将过高的光束向下平移，所述第二光束平移折射镜用于将过低的光束向上平移。
[0025]作为本专利技术的进一步改进，所述扩束系统垂直设置在所述基座上，所述扩束系统包括沿所述光学平移系统输出光路方向依次间隔设置的第一扩束透镜、第二扩束透镜和第三扩束透镜；
[0026]所述第一扩束透镜、第二扩束透镜和第三扩束透镜均为柱面球面镜或非球面镜；
[0027]所述扩束系统仅对合束光束中的快轴方向进行扩束。
[0028]作为本专利技术的进一步改进，所述聚焦镜将合束后的光束聚焦于一点，所述聚焦镜为非球面镜，且所述聚焦镜的口径不小于光斑尺寸；
[0029]所述光纤的端面上镀有绿光波段增透膜。
[0030]本专利技术还公开了一种高亮度半导体激光模块，包括基座和设于基座一端且位于同一平面的第一二维激光阵列光源和第二二维激光阵列光源，所述第一二维激光阵列光源和第二二维激光阵列光源内均设有多个单管，且每个所述单管的光路方向均设有快轴准直镜；
[0031]所述第一二维激光阵列的快轴准直镜的出光方向上依次设有第一慢轴准直阵列、
第一光束平移系统和第一光束变换系统，所述第二二维激光阵列的快轴准直镜的出光方向上依次设有第二慢轴准直阵列、半波片、第二光束平移系统、第二光束变换系统和反射镜；
[0032]所述快轴准直镜、慢轴准直阵列依次对对应的所述单管发出的快、慢轴光束进行准直，经所述第二慢轴准直阵列准直的第二光束由所述半波片改变偏振状态后依次进入所述第二光束平移系统、第二光束变换系统和反射镜，经所述反射镜转向后的所述第二光束与经所述第一慢轴准直阵列准直后直接进入所述第一光束平移系统和第一光束变换系统的第一光束经设于所述基座上的偏振合束器完成合束；
[0033]合束后的光束依次经过设置于所述基座上的扩束系统和聚焦镜后耦合进光纤。
[0034]作为本专利技术的进一步改进，所述第一光束平移系统和所述第二光束平移系统均包括第一光束平移反射镜和第二光束平移反射镜；所述第一光束变换系统和第二光束变换系统均包括光束变换反射镜组和光束压缩反射镜；
[0035]所述光束变换反射镜组包括以一定角度倾斜设置的第一光束反射镜和第二光束反射镜，所述第一光束反射镜和第二光束反射镜沿竖直方向上下平行设置；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高亮度半导体激光模块，其特征在于，包括基座和设于基座一端且位于同一平面的第一二维激光阵列光源和第二二维激光阵列光源，所述第一二维激光阵列光源和第二二维激光阵列光源内均设有多个单管，且每个所述单管的光路方向均设有快轴准直镜；所述第一二维激光阵列光源的快轴准直镜的出光方向上依次设有第一慢轴准直阵列和第一光束变换系统，所述第二二维激光阵列光源的快轴准直镜的出光方向上依次设有第二慢轴准直阵列、半波片、第二光束变换系统和反射镜；所述快轴准直镜、慢轴准直阵列依次对对应的所述单管发出的快、慢轴光束进行准直，经所述第二慢轴准直阵列准直的第二光束由所述半波片改变偏振状态后依次进入所述第二光束变换系统和反射镜，经所述反射镜转向后的所述第二光束与经所述第一慢轴准直阵列准直后直接进入所述第一光束变换系统的第一光束经设于所述基座上的偏振合束器完成合束；合束后的光束依次经过设置于所述基座上的光束平移系统、扩束系统和聚焦镜后耦合进光纤。2.根据权利要求1所述的高亮度半导体激光模块，其特征在于，所述基座为长条形基座，沿所述长条形基座的长边方向在所述长条形基座的一侧竖直固定安装有散热板；所述第一二维激光阵列光源和第二二维激光阵列光源沿快轴方向可拆卸式固定安装在所述散热板上，且与所述长条形基座相垂直；所述第一二维激光阵列光源和所述第二二维激光阵列光源的激光波长均在绿光波段，每个所述单管的有源宽度均在15
‑
20μm；所述第一慢轴准直阵列垂直于所述长条形基座且与所述第一二维激光阵列光源平行设置；所述第二慢轴准直阵列和半波片均垂直于所述长条形基座且与所述第二二维激光阵列光源平行设置。3.根据权利要求2所述的高亮度半导体激光模块，其特征在于，所述第一光束变换系统和第二光束变换系统均包括光束变换反射镜组和光束压缩反射镜；所述光束变换反射镜组包括以一定角度倾斜设置的第一光束反射镜和第二光束反射镜，所述第一光束反射镜和第二光束反射镜沿竖直方向上下平行设置；经第一慢轴准直阵列准直后的第一光束或经所述半波片改变偏振状态后的第二光束中的快、慢轴光束平行进入所述第一光束变换系统或第二光束变换系统内，经第一光束变换系统或第二光束变换系统内的第一光束反射镜将快、慢轴光束进行第一次向下反射，以使一次反射后的快、慢轴光束的方向与初始光束在竖直方向呈90
°
；经所述第一光束反射镜反射后的快、慢轴光束经过第二光束反射镜进行第二次反射，以使二次反射后的快、慢轴光束的方向与初始光束平行；经所述第二光束反射镜反射后的快、慢轴光束经过光束压缩反射镜进行第三次反射，以使三次反射后的快、慢轴光束的方向与平行于所述散热板铺设方向。4.根据权利要求3所述的高亮度半导体激光模块，其特征在于，所述光束变换反射镜组和光束压缩反射镜为分立式光学元件或一体式光学元件。5.根据权利要求3所述的高亮度半导体激光模块，其特征在于，所述反射镜垂直于所述基座，且与所述散热板呈45
°...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦文斌，刘子铭，王智勇，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：