一种双波长半导体激光器、控制方法及设备技术

本发明专利技术涉及激光器技术领域，特别涉及一种双波长半导体激光器、控制方法及设备。本发明专利技术提供的激光器通过设置隔离部分，并在壳体上设置吸光结构，减少了壳体环境中不同波长的发光单元产生的杂散光，从而提高激光器的工作稳定性和使用寿命；采用二向色镜结合锯齿状吸光结构的设计，能够进一步减小不同波长发光单元之间的杂散光干扰；在吸光结构中设置传感器，利用了偏振合束模块非理想合束的特性，使基于传感器的功率预测数值更为准确，有效实现激光器的输出功率控制，进一步增加了激光器的工作稳定性和使用寿命，同时避免了在激光器输出后采样造成的效率损失。样造成的效率损失。样造成的效率损失。

【技术实现步骤摘要】
一种双波长半导体激光器、控制方法及设备


[0001]本专利技术涉及激光器
，特别涉及一种双波长半导体激光器、控制方法及设备。

技术介绍

[0002]日益发展的激光应用技术对作为上游器件的半导体激光器提出了新的要求，具备更多功能性的双波长半导体激光器也具有了更广阔的应用前景。现有技术中，双波长半导体激光器通常使用多个不同波长的激光单元产生的激光再进行合束输出得到。
[0003]偏振合束技术是使用偏振合束模块将两个相互垂直的 p 偏振和 s 偏振的激光束合束到一起，从而提高半导体激光器功率、亮度的技术。由于半导体激光器发出的光束接近于线偏振，偏振度可以在 95%
‑
98%的范围内，使用偏振合束技术可以保证较高的合束效率。
[0004]然而，本专利技术的专利技术人发现，由于激光器频率漂移，合束效率存在波动，且随着温度上升激光器的工作稳定性急剧下降，而且双波长半导体激光器的寿命普遍低于单波长半导体激光器，这是因为现有技术中存在以下问题：（1）激光光束在进行偏振合束的过程中，由于偏振度不是100%，会产生一定的功率损失，这些功率损失将会以杂散光的形式在壳体中进行反射，当杂散光进入发光单元时，会导致发光单元输出异常，严重时可能导致发光单元损毁；（2）双波长激光器中，不同波长的杂散光对半导体发光单元的负面影响更大。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的第一个目的在于提供一种双波长半导体激光器，通过在激光器上设置光隔离部分和吸光结构，减少了多光路激光器的壳体环境中发光单元因光学元件而产生的杂散光，提高了多光路激光器的工作稳定性和使用寿命。
[0006]基于同样的专利技术构思，本专利技术的第二个目的在于提供一种双波长半导体激光器的输出控制方法。
[0007]基于同样的专利技术构思，本专利技术的第三个目的在于提供一种焊接设备。
[0008]本专利技术的第一个目的可以通过如下技术方案达到：一种双波长半导体激光器，包括：壳体、第一波长发光模块、第二波长发光模块、第一偏振合束模块、第二偏振合束模块和光隔离部分，其中：第一波长发光模块，用于发射第一波长激光，所述第一波长发光模块包括第一子发光模块和第二子发光模块，所述第一子发光模块出射光形成第一光路；所述第二子发光模块出射光形成第二光路，所述壳体上设有第一波长光路转向元件，用于将第二光路转向；第二波长发光模块，用于发射第二波长激光，所述第二波长发光模块包括第三子发光模块和第四子发光模块，所述第三子发光模块出射光形成第三光路，所述第四子发光模块出射光形成第四光路，所述壳体上设有第二波长光路转向元件，用于将第四光路转向；
光隔离部分，设置于第一波长发光模块和第二波长发光模块之间，所述光隔离部分前端设有第一反射面和第二反射面；第一偏振合束模块，设置在所述第一光路方向上，使第一光路和转向后的第二光路合束并输出第一波长合束激光；第二偏振合束模块，设置在所述第三光路方向上，使第三光路和转向后的第四光路合束并输出第二波长合束激光；所述第一偏振合束模块、第二偏振合束模块均包括偏振分光面，所述第一反射面位于所述第一偏振合束模块的偏振分光面的反射方向上，所述第二反射面位于所述第二偏振合束模块的偏振分光面的反射方向上；所述壳体上设有第一吸光结构；所述第一吸光结构包括反射部和吸收部，第一吸光结构的反射部位于第一反射面和第二反射面的反射光方向上，所述第一波长激光中的s偏振光经过所述第一偏振合束模块、第一反射面后进入吸光结构中，所述第二波长激光中的s偏振光经过所述第二偏振合束模块、第二反射面后进入吸光结构中。
[0009]进一步的，所述第一子发光模块包括多个第一发光单元，与多个所述第一发光单元一一对应的多个第一反射镜，与多个第一发光单元一一对应的多个第一准直透镜；所述第二子发光模块包括多个第二发光单元，与多个所述第二发光单元一一对应的多个第二反射镜，与多个第二发光单元一一对应的多个第二准直透镜；所述第一发光单元和第二发光单元错位设置；所述第三子发光模块包括多个第三发光单元，与多个所述第三发光单元一一对应的多个第三反射镜，与多个第三发光单元一一对应的多个第三准直透镜；所述第四子发光模块包括多个第四发光单元，与多个所述第四发光单元一一对应的多个第四反射镜，与多个第四发光单元一一对应的多个第四准直透镜；所述第三发光单元和第四发光单元错位设置。
[0010]进一步的，包括输出模块，所述输出模块包括设置于水平面上的二向色镜、聚焦模块和输出光纤，第一波长激光和第二波长激光依次经过所述二向色镜、聚焦模块后耦合进入所述输出光纤中。
[0011]进一步的，所述壳体上还设有第二吸光结构，所述第二吸光结构设置于所述二向色镜的反射方向上。
[0012]进一步的，所述第二吸光结构为锯齿状结构。
[0013]进一步的，还包括光阑，所述光阑设置于二向色镜与输出光纤之间。
[0014]进一步的，还包括反馈传感器，所述反馈传感器设置于壳体上。
[0015]进一步的，所述反馈传感器为光传感器，所述光传感器设置于第一吸光结构中吸收部的端部。
[0016]本专利技术的第二个目的可以通过如下技术方案达到：一种双波长半导体激光器的输出控制方法，应用于上述的双波长半导体激光器，包括以下步骤：获取激光器的工作电流；根据激光器的工作电流，计算激光器的第一输出功率；获取反馈传感器读取的参量信号；
根据参量信号，计算激光器的第二输出功率；当满足预设条件时，判定激光器工作状态异常，并调整激光器工作参数；所述预设条件为：满足第一条件，第二条件和第三条件中任意一项：第一条件：第一输出功率小于第一预设阈值；第二条件：第二输出功率大于第二预设阈值；第三条件：第一输出功率与第二输出功率的差值绝对值大于第三预设阈值。
[0017]本专利技术的第三个目的可以通过如下技术方案达到：一种光纤激光器，采用上述的双波长半导体激光器作为泵浦源。
[0018]本专利技术相对于现有技术具有如下的有益效果：（1）本专利技术在多光路激光器中设置隔离部分，并在壳体上设置吸光结构，减少了壳体环境中不同波长的发光单元产生的杂散光，从而提高激光器的工作稳定性和使用寿命。
[0019]（2）本专利技术的采用二向色镜结合锯齿状吸光结构的设计，能够进一步减小不同波长发光单元之间的杂散光干扰。
[0020]（3）本专利技术在吸光结构中设置传感器，利用了偏振合束模块非理想合束的特性，使基于传感器的功率预测数值更为准确，有效实现激光器的输出功率控制，进一步增加了激光器的工作稳定性和使用寿命，同时避免了在激光器输出后采样造成的效率损失。
附图说明
[0021]图1是本专利技术实施例1的双波长半导体激光器结构俯视图；图2是本专利技术实施例1的双波长半导体激光器结构示意图；图3是本专利技术实施例1的双波长半导体激光器工作时的光路示意图；图4是本专利技术实施例2的双波长半导体激光器结构俯视图；图5是本专利技术实施例2的双波长半导体激光器结构示意图；图6是本专利技术实施例2的双波长半导体激光器的输出控制方法流程图。
[0022]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双波长半导体激光器，其特征在于，包括：壳体、第一波长发光模块、第二波长发光模块、第一偏振合束模块、第二偏振合束模块和光隔离部分，其中：第一波长发光模块，用于发射第一波长激光，所述第一波长发光模块包括第一子发光模块和第二子发光模块，所述第一子发光模块出射光形成第一光路；所述第二子发光模块出射光形成第二光路，所述壳体上设有第一波长光路转向元件，用于将第二光路转向；第二波长发光模块，用于发射第二波长激光，所述第二波长发光模块包括第三子发光模块和第四子发光模块，所述第三子发光模块出射光形成第三光路，所述第四子发光模块出射光形成第四光路，所述壳体上设有第二波长光路转向元件，用于将第四光路转向；光隔离部分，设置于第一波长发光模块和第二波长发光模块之间，所述光隔离部分前端设有第一反射面和第二反射面；第一偏振合束模块，设置在所述第一光路方向上，使第一光路和转向后的第二光路合束并输出第一波长合束激光；第二偏振合束模块，设置在所述第三光路方向上，使第三光路和转向后的第四光路合束并输出第二波长合束激光；所述第一偏振合束模块、第二偏振合束模块均包括偏振分光面，所述第一反射面位于所述第一偏振合束模块的偏振分光面的反射方向上，所述第二反射面位于所述第二偏振合束模块的偏振分光面的反射方向上；所述壳体上设有第一吸光结构；所述第一吸光结构包括反射部和吸收部，第一吸光结构的反射部位于第一反射面和第二反射面的反射光方向上，所述第一波长激光中的s偏振光经过所述第一偏振合束模块、第一反射面后进入吸光结构中，所述第二波长激光中的s偏振光经过所述第二偏振合束模块、第二反射面后进入吸光结构中。2.根据权利要求1所述的双波长半导体激光器，其特征在于，所述第一子发光模块包括多个第一发光单元，与多个所述第一发光单元一一对应的多个第一反射镜，与多个第一发光单元一一对应的多个第一准直透镜；所述第二子发光模块包括多个第二发光单元，与多个所述第二发光单元一一对应的多个第二反射镜，与多个第二发光单元一一对应的多个第二准直透镜；所述第一发光单元和第二发光单元错位设置；所述第三子发光模块包括多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：周少丰，刘鹏，蒋羽玲，王亮，覃紫唅，
申请(专利权)人：深圳市星汉激光科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：