一种半导体激光器光纤耦合装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种半导体激光器光纤耦合装置，包括：光源、快轴准直透镜、慢轴准直透镜、二向色镜、光纤和凹面镜。其中，所述快轴准直透镜、慢轴准直透镜、二向色镜沿着光源发射光线的光路依次设置，所述凹面镜设置在二向色镜的出射光线的光路上，且围绕所述凹面镜的周向均匀有若干组所述光源、快轴准直透镜、慢轴准直透镜、二向色镜组成的合束结构，且若干组所述光源发射的光的波长各不相同，以对不同波长的光源发射的光束进行合束。所述光纤位于凹面镜的反射光路的聚焦点处，以将空间合束的光束聚焦到焦点上，进而耦合进光纤中输出。本发明专利技术的半导体激光器光纤耦合装置能够有效降低球差并消除色差影响，获取更高效率，更优光束质量激光输出。激光输出。激光输出。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体激光器光纤耦合装置


[0001]本专利技术涉及光纤耦合
，具体涉及一种半导体激光器光纤耦合装置。

技术介绍

[0002]本专利技术
技术介绍
中公开的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]相对于固体激光器和气体激光器，半导体激光器具有效率高、体积小、寿命长、成本低等优点。且半导体激光器是所有激光器中发展最快的，它占有了激光器市场的最大份额。随着生长技术的进步、封装能力的提升以及成本下降等，半导体激光器的应用领域不断扩大，如医美、工业焊接、切割、通信、军工以及显示领域等。
[0004]目前，半导体激光器多色彩显示等领域对激光光束质量要求较高，除去芯片固有水平的影响外，如何布置光路系统、如何将多个不同波长单模芯片的光束合束至小芯径光纤乃至单模光纤中，是获得高光束质量输出的关键工艺。现阶段半导体光纤激光器的合束方法包括：(1)空间合束：将芯片布置在具有高度差的热沉或壳体上，利用高度差实现空间错位，使各芯片的光束不再相互遮挡，以一定的高度差将光束同时耦合进光纤，实现光束合束。此种方式虽然实现多光束合束，达到高功率的输出，但是因为光学元件NA、CA的限制，存在输出光斑质量差和边缘模糊的缺点。(2)偏振合束：通过半导体激光芯片优良的偏振特性完成合束。但该方式均需要耦合透镜或胶合透镜完成光纤合束，该方式所用耦合透镜或胶合透镜均无法完全消除像差影响，尤其是应用于单模光纤时，极受球差和色差影响，导致合束效率低、光束质量差。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种半导体激光器光纤耦合装置，其能够有效降低球差并消除色差影响，获取更高效率，更优光束质量激光输出。为实现上述目的，本专利技术公开如下所示的技术方案。
[0006]首先，本专利技术公开第一种半导体激光器光纤耦合装置，包括：光源、快轴准直透镜、慢轴准直透镜、二向色镜、光纤和凹面镜。其中：所述快轴准直透镜、慢轴准直透镜、二向色镜沿着光源发射光线的光路依次设置，所述凹面镜设置在二向色镜的出射光线的光路上，且围绕所述凹面镜的周向均匀有若干组所述光源、快轴准直透镜、慢轴准直透镜、二向色镜组成的合束结构，且若干组所述光源发射的光的波长各不相同，以对不同波长的光源发射的光束进行合束。所述光纤位于凹面镜的反射光路的聚焦点处，以将空间合束的光束聚焦到焦点上，进而耦合进光纤中输出，从而实现高效率、高光束质量的输出。
[0007]进一步地，每组所述合束结构包括若干列并列设置的由所述光源、快轴准直透镜、慢轴准直透镜、二向色镜组成的合束结构，且这些合束结构二向色镜位于同一直线上。
[0008]进一步地，每列所述合束结构中，至少包括两个并列设置且发射光束波长相同所
述光源，且不同列的所述合束结构的所述光源发射的光束波长不同。每列所述合束结构均包括一偏振器，该偏振器设置在所述慢轴准直透镜和二向色镜之间的光路上，以先用偏振器完成同列所述合束结构中光源发射的相同波长的光束合束后再由二向色镜反射，与其他列的合束结构的二向色镜发射的不同波长的光束进行合束。
[0009]其次，本专利技术公开第二种半导体激光器光纤耦合装置，包括：光源、快轴准直透镜、慢轴准直透镜、二向色镜、光纤、凹面镜和偏振器。其中：所述快轴准直透镜、慢轴准直透镜、二向色镜沿着光源发射光线的光路依次设置，所述偏振器设置在二向色镜的出射光线的光路上，所述凹面镜设置在偏振器的出射光线的光路上，所述光纤位于凹面镜的反射光路的聚焦点处。围绕所述凹面镜的周向均匀有若干组所述光源、快轴准直透镜、慢轴准直透镜、二向色镜组成的合束结构，每组该合束结构包括两组相互垂直设置的所述合束结构，且该两组相互垂直的合束结构的二向色镜的出射光线的交叉点处设置所述偏振器。
[0010]进一步地，每组所述合束结构包括若干列并列设置的由所述光源、快轴准直透镜、慢轴准直透镜、二向色镜组成的合束结构，且这些合束结构二向色镜位于同一直线上。
[0011]进一步地，所述凹面镜的反射面面型为非球面。
[0012]进一步地，所述凹面镜的反射面镀有反射膜。优选地，该反射膜的材质为对对应光源的波段吸收率尽可能低的高反膜。优选地，所述高反膜的反射率不低于99.8％。
[0013]进一步地，所述偏振器需要与对应光源的波长的偏振特性及高透过率匹配，即：所述偏振器的偏振合束特性需要与所述光源的偏振态匹配，且所述偏振器需要具备对应透过光源波长的高透过率。
[0014]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下方面的有益效果：本专利技术的半导体激光器光纤耦合装置在进行光束合束时，光束无需穿过像透镜(例如耦合透镜等)等折射率受波长影响的光学器件，使多色光(多波长)无法汇聚到一点。本专利技术的半导体激光器光纤耦合装置使光束直接在所述凹面镜表面发生反射，过程折射率保持趋于一致，可降低乃至消除由于波长变化引入的多色光焦点不重合现象，降低及消除多波长芯片合束时耦合透镜、胶合透镜球差和色差影响，将所有光束汇聚至衍射极限，提高合束效率及光束质量。同时，对镜片的功率损伤阈值和散热的要求降低，使本专利技术的光纤耦合装置可以承受更高密度光束的合束，并实现更高合束功率。
附图说明
[0015]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0016]图1是下列实施例1的半导体激光器光纤耦合装置的结构示意图。
[0017]图2是下列实施例2的半导体激光器光纤耦合装置的结构示意图。
[0018]图3是下列实施例3的半导体激光器光纤耦合装置的结构示意图。
[0019]上述图中附图标记分别代表：1
‑
LD光源、2
‑
快轴准直透镜、3
‑
慢轴准直透镜、4
‑
二向色镜、5
‑
光纤、6
‑
凹面镜、7
‑
偏振器。
具体实施方式
[0020]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另
有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0021]为了方便叙述，本专利技术中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件需要具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本专利技术方法中。
[0022]实施例1
[0023]一种半导体激光器光纤耦合装置，参考图1，包括：LD光源1、快轴准直透镜2、慢轴准直透镜3、二向色镜4、光纤5和凹面镜6。其中：三个所述光源1从左往右并列设置，且这些光源1的光束发射口朝下。每个所述光源1的下方光路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体激光器光纤耦合装置，其特征在于，包括：光源、快轴准直透镜、慢轴准直透镜、二向色镜、光纤和凹面镜，其中：所述快轴准直透镜、慢轴准直透镜、二向色镜沿着光源发射光线的光路依次设置，所述凹面镜设置在二向色镜的出射光线的光路上；围绕所述凹面镜的周向均匀有若干组所述光源、快轴准直透镜、慢轴准直透镜、二向色镜组成的合束结构，且若干组所述光源发射的光的波长各不相同；所述光纤位于凹面镜的反射光路的聚焦点处。2.根据权利要求1所述的半导体激光器光纤耦合装置，其特征在于，每组所述合束结构包括若干列并列设置的由所述光源、快轴准直透镜、慢轴准直透镜、二向色镜组成的合束结构，且这些合束结构二向色镜位于同一直线上。3.根据权利要求2所述的半导体激光器光纤耦合装置，其特征在于，每列所述合束结构中，至少包括两个并列设置且发射光束波长相同所述光源，且每列所述合束结构的所述光源发射的光束波长不同；每列所述合束结构均包括一偏振器，该偏振器设置在所述慢轴准直透镜和二向色镜之间的光路上。4.一种半导体激光器光纤耦合装置，其特征在于，包括：光源、快轴准直透镜、慢轴准直透镜、二向色镜、光纤、凹面镜和偏振器，其中：所述快轴准直透镜、慢轴准直透镜、二向色镜沿着光源发射光线的光路依次设置；所述偏振器设置在二向色镜的出射光线的光路上，所述凹面镜设...

【专利技术属性】
技术研发人员：王爱民，王栋，秦华兵，王友志，史呈琳，秦鹏，
申请(专利权)人：山东芯光光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：