一种半导体激光器制造技术

本发明专利技术提出一种半导体激光器，包括合束单元、聚焦镜和光纤；合束单元包括第一、第二激光芯片、慢轴准直镜和空间合束组件，第一、第二激光芯片相对设置，以第一方向射出不同波长的光束；空间合束组件用于将沿第一方向射入的光束转换成以第二方向射出，进行波长合束，空间合束组件具有相交的第一、第二平面，第一、第二平面的正面和反面具有适应不同波长的高透膜和/或高反膜；慢轴准直镜用于将经过空间合束组件的光束准直；聚焦镜用于将经过慢轴准直镜射出的光束耦合进入光纤。本发明专利技术的空间合束组件采用两个相交的镀膜平面，对不同波长的光束进行选择性的透过或反射，减少反射镜的数量，半导体激光器的结构更加紧凑。体激光器的结构更加紧凑。体激光器的结构更加紧凑。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体激光器


[0001]本专利技术涉及激光器
，尤其涉及一种半导体激光器。

技术介绍

[0002]光纤激光器具备体积小、增益介质长、高效节能、可靠性高，寿命长、多波段、结构紧凑等诸多优点。近年来，光纤激光器在超高的光电转换效率、优越的光束质量、高功率高亮度方面得到快速发展，大大提升了激光加工效率。作为光纤激光器最核心的器件，泵浦源设计上朝着更高功率、更高亮度方面不断探索和突破，泵浦源通常采用半导体激光器。
[0003]半导体激光芯片的快、慢轴方向光束特性不同，光束质量差别大，半导体激光器的输出功率限制了光纤激光器输出功率水平。现有技术利用光学元件对输入光束进行反射及折射等光学变换将各个半导体激光芯片输出的光束完成合束，提高输出功率密度。其中波长合束技术是实现高功率、高光束质量、高亮度激光的有效途径之一，在保持光束质量不变的情况下，将多波长泵浦光通过空间耦合到一起，实现多波长光束叠加，达到能量提高的目的。图1示出了现有技术中的使用波长合束技术的半导体激光器，图1中，01为半导体激光芯片，02为第一反射镜，03为慢轴准直镜，04为第二反射镜。该半导体激光器将多个半导体激光器芯片01排成两排，将两排半导体激光芯片01对向设置，同一排的半导体激光芯片01发出的光束经过慢轴准直镜03、第一反射镜02或者第二反射镜04，经过第一、第二反射镜改变光束方向后，与同一排其他半导体激光芯片01形成一维光束或二维光束阵列，形成空间合束。
[0004]在实现本专利技术过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在以下问题：图1所示的半导体激光器中，对向排布的两排半导体激光器芯片需要两组慢轴准直镜、两组反射镜，透镜数量较多，占据半导体激光器较大的空间。现有的半导体激光器在体积和轻量化方面存在改进空间。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0006]为此，本专利技术的目的在于提出一种半导体激光器，能够减小体积和重量。
[0007]为达到上述目的，本专利技术提出的一种半导体激光器，包括：合束单元、聚焦镜和光纤；
[0008]所述合束单元包括第一激光芯片、第二激光芯片、慢轴准直镜和空间合束组件，所述第一激光芯片和第二激光芯片相对设置，以第一方向射出不同波长的光束；
[0009]所述空间合束组件用于将沿所述第一方向射入的光束转换成以第二方向射出，进行波长合束，所述空间合束组件具有相交的第一平面和第二平面，在两个平面的交线的一侧沿所述第一方向的正方向看去，所述第一平面的正面具有波长一高透膜，反面具有波长二高反膜或者波长一高透及波长二高反膜，所述第二平面的正面具有波长一高反膜或者波长二高透及波长一高反膜，反面具有波长二高透膜，所述交线的另一侧沿所述第一方向的
正方向看去，所述第二平面的正面具有波长一高反膜，所述第一平面的反面具有波长二高反膜；
[0010]所述慢轴准直镜用于将经过所述空间合束组件的光束准直；
[0011]所述聚焦镜用于将经过所述慢轴准直镜射出的光束耦合进入所述光纤。
[0012]根据本专利技术的半导体激光器，通过合束单元的两个激光芯片共用一个空间合束组件和慢轴准直镜，与现有技术中每一个激光芯片配置一个反射镜及一个慢轴准直镜的方案相比，减小了反射镜和慢轴准直镜的数量及占用空间，因此能够减小半导体激光器在激光芯片出光方向上的尺寸。本专利技术的空间合束组件采用两个相交的镀膜平面，对不同波长的光束进行选择性的透过或反射，与现有技术中每一个激光芯片配置一个反射镜的方案相比，减少了反射镜的数量及占用空间，本专利技术半导体激光器的结构更加紧凑，可减少装调工序，满足高功率高亮度的激光输出同时实现轻量化。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，所述第一激光芯片和第二激光芯片的出光面的前方设置有快轴准直镜。
[0014]根据本专利技术的一个实施例，所述空间合束组件包括四个直角三棱镜，分别为第一至第四棱镜，所述第一至第四棱镜组成一个长方体，所述长方体的四个侧面分别为四个所述直角三棱镜的斜面，所述第一平面和所述第二平面与所述长方体的对角面重合。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，所述第一棱镜的两个直角面的外表面分别镀有波长一高透膜和波长一高反膜，所述第二棱镜的两个直角面的外表面分别镀有波长一高透及波长二高反膜和波长二高透及波长一高反膜，所述第三棱镜的两个直角面的外表面分别镀有波长二高透膜和波长二高反膜。
[0016]根据本专利技术的一个实施例，所述慢轴准直镜具有一个柱面和一个平面，所述平面与所述第二棱镜的斜面连接，所述慢轴准直镜与所述第一激光芯片之间的光程与所述慢轴准直镜与所述第二激光芯片之间的光程相等。
[0017]根据本专利技术的一个实施例，所述空间合束组件包括四个平面镜，分别为第一至第四平面镜，所述第一至第四平面镜各有一个侧边相交，所述第一平面镜和所述第三平面镜的表面与所述第一平面共面，所述第二平面镜和所述第四平面镜的表面与所述第二平面共面。
[0018]根据本专利技术的一个实施例，所述第一平面镜的两个内表面分别镀有波长一高透膜和波长二高反膜，所述第二平面镜的一个内表面镀有波长一高反膜，所述第三平面镜的一个内表面镀有波长二高反膜，所述第四平面镜的两个内表面分别镀有波长一高反膜和波长二高透膜。
[0019]根据本专利技术的一个实施例，所述空间合束组件还包括底板和支柱，所述支柱安装在所述底板的上方，所述第一至第四平面镜竖直地安装在所述底板上，所述第二平面镜和所述第三平面镜的相交处与所述支柱固定。
[0020]根据本专利技术的一个实施例，还包括防反片，所述防反片设置在所述慢轴准直镜和所述聚焦镜之间，用于阻挡激光工作物质表面的返回光。
[0021]根据本专利技术的一个实施例，所述合束单元的数量为多个，第N+1个所述合束单元发出的光束沿所述第二方向从第N个所述合束单元的上方掠过，其中N为大于1的正整数。
[0022]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变
得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0023]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。其中：
[0024]图1是现有技术使用波长合束的半导体激光器的结构示意图。
[0025]图2是本专利技术实施例一提出的半导体激光器的结构示意图。
[0026]图3是图2中的半导体激光器的慢轴准直镜和空间合束组件的结构示意图。
[0027]图4是图2中半导体激光器的空间合束组件的分解结构示意图。
[0028]图5是图2中半导体激光器的空间合束组件的立体示意图。
[0029]图6是本专利技术实施例二提出的半导体激光器的慢轴准直镜和空间合束组件的结构示意图。
[0030]图7是图6中的空间合束组件的结构示意图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体激光器，其特征在于，包括：合束单元(1)、聚焦镜(6)和光纤(7)；所述合束单元(1)包括第一激光芯片(11)、第二激光芯片(12)、慢轴准直镜(2)和空间合束组件(4)，所述第一激光芯片(11)和第二激光芯片(12)相对设置，以第一方向射出不同波长的光束；所述空间合束组件(4)用于将沿所述第一方向射入的光束转换成以第二方向射出，进行波长合束，所述空间合束组件(4)具有相交的第一平面和第二平面，在两个平面的交线的一侧沿所述第一方向的正方向看去，所述第一平面的正面具有波长一高透膜(401)，反面具有波长二高反膜(406)或者波长一高透及波长二高反膜(402)，所述第二平面的正面具有波长一高反膜(405)或者波长二高透及波长一高反膜(403)，反面具有波长二高透膜(404)，所述交线的另一侧沿所述第一方向的正方向看去，所述第二平面的正面具有波长一高反膜(405)，所述第一平面的反面具有波长二高反膜(406)；所述慢轴准直镜(2)用于将经过所述空间合束组件(4)的光束准直；所述聚焦镜(6)用于将经过所述慢轴准直镜(2)射出的光束耦合进入所述光纤(7)。2.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述第一激光芯片(11)和第二激光芯片(12)的出光面的前方设置有快轴准直镜(3)。3.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述空间合束组件(4)包括四个直角三棱镜，分别为第一至第四棱镜(41
‑
44)，所述第一至第四棱镜(41
‑
44)组成一个长方体，所述长方体的四个侧面分别为四个所述直角三棱镜的斜面，所述第一平面和所述第二平面与所述长方体的对角面重合。4.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述第一棱镜(41)的两个直角面的外表面分别镀有波长一高透膜(401)和波长一高反膜(405)，所述第二棱镜(42)的两个直角面的外表面分别镀有波长一高透及波长二高反膜(402)和波长二高透及波长一高反膜(403)，所述第三棱镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓华，徐丹，王柳，张建强，吴元锴，林一凡，于振坤，郎超，
申请(专利权)人：北京凯普林激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：