一种用于激光加工的高功率半导体激光光源系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于激光加工的高功率半导体激光光源系统。该高功率半导体激光器光源系统的半导体激光器叠阵具有多个巴条，多个巴条整体划分为A、B两组，A、B两组巴条的偏振态一致；所述的整形模块包括二分之一波片、反射镜及偏振合束片；偏振合束片设置于A组巴条出光光路上，反射镜设置于B组巴条出光光路上，反射镜镜面与偏振合束片平行设置，所述二分之一波片设置于反射镜的入射光路或反射光路上，使得B组巴条的激光与A组巴条的激光在偏振合束片处形成合束出射。本发明专利技术光学系统结构简明，且反射镜和偏振合束片放置位置可紧靠半导体激光器，使得系统体积较小；选用偏振态一致的半导体激光器叠阵，加工方便，实现成本较低。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种用于激光加工的高功率半导体激光光源系统。该高功率半导体激光器光源系统的半导体激光器叠阵具有多个巴条，多个巴条整体划分为A、B两组，A、B两组巴条的偏振态一致；所述的整形模块包括二分之一波片、反射镜及偏振合束片；偏振合束片设置于A组巴条出光光路上，反射镜设置于B组巴条出光光路上，反射镜镜面与偏振合束片平行设置，所述二分之一波片设置于反射镜的入射光路或反射光路上，使得B组巴条的激光与A组巴条的激光在偏振合束片处形成合束出射。本专利技术光学系统结构简明，且反射镜和偏振合束片放置位置可紧靠半导体激光器，使得系统体积较小；选用偏振态一致的半导体激光器叠阵，加工方便，实现成本较低。【专利说明】一种用于激光加工的高功率半导体激光光源系统
本专利技术属于激光加工
，涉及一种高功率半导体激光光源系统。
技术介绍
高功率半导体激光器具有体积小、重量轻、效率高、寿命长等优点，已广泛用于激光加工、激光医疗、激光显示及科学研究领域，成为新世纪发展快、成果多、学科渗透广、应用范围大的核心器件。半导体激光器正朝着高功率的方向发展，尤其在激光加工等领域，半导体激光器的千瓦级连续输出已成为必然需求。并且随着对加工件的加工深度增大，更高输出功率，更小光斑的半导体激光器急需研制。但是，与其他激光器相比，半导体激光器的光束质量比较差，快慢轴的光束质量不均匀，远场光强呈椭圆高斯分布，聚焦难度较大，实现较小光斑的激光输出不易。半导体激光器慢轴方向BPP (光束质量参数)很大，其慢轴方向光束质量很差，而快轴方向BPP(光束质量参数)比较小，这样同一巴条类半导体激光器快轴方向和慢轴方向BPP不匹配限制了其应用，需平衡快轴方向和慢轴方向的BPP，需要复杂的光学整形来实现。一般用多个棱镜进行切割重排的光学整形方式，此种方法是将BPP大的方向的压力分担到BPP小的方向，切割重排形式复杂，能量损失大。
技术实现思路
为解决现有技术存在的上述缺陷，本专利技术提供一种用于激光加工的高功率半导体激光光源系统。本专利技术的技术方案如下:一种用于激光加工的高功率半导体激光器光源系统，包括半导体激光叠阵和整形模块；半导体激光器叠阵具有多个巴条，多个巴条整体划分为A、B两组，A、B两组巴条的偏振态一致；所述的整形模块包括二分之一波片、反射镜及偏振合束片；所述偏振合束片设置于A组巴条出光光路上,所述反射镜设置于B组巴条出光光路上,反射镜镜面与偏振合束片平行设置，所述二分之一波片设置于反射镜的入射光路或反射光路上，使得B组巴条的激光经反射至偏振合束片与A组巴条的激光合束出射。上述反射镜和偏振合束片均在所处光路中成45度角设置。上述A组巴条与B组巴条数量相等。根据半导体激光器叠阵中相邻巴条的间距，也可以调整反射镜、偏振合束片的位置，使得B组巴条的激光在偏振合束片处与A组巴条的激光插空合束出射。即，反射镜与偏振合束器错开排列,偏振合束器反射的光与透射的光错位进行合束，偏振合束器的功率压力较小，若合束在一起偏振合束器所承载的功率密度阈值要求较高；而且合束后的光斑均匀性好。本专利技术具有以下优点:本专利技术光学系统结构简明，仅利用二分之一波片、反射镜及偏振合束片这三种常见的光学器件，即实现了高功率激光输出。反射镜和偏振合束片放置位置可紧靠半导体激光器，使得系统体积较小。本专利技术选用偏振态一致的半导体激光器叠阵，加工方便，实现成本较低。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的一个实施例的示意图。图2为本专利技术的另一个实施例的示意图。图3为图1等同的一个实施例的示意图。附图标号说明:1-半导体激光器叠阵A组巴条；2_半导体激光器叠阵B组巴条；3_二分之一波片；4-反射镜；5_偏振合束片；6_整形模块；7-A组巴条所发射激光；8-B组巴条经过二分之一波片后所发射的激光；9_合束后的激光；10_半导体激光器叠阵；11_直接出射的激光。【具体实施方式】如图1所示，该高功率半导体激光器光源系统包括半导体激光叠阵、整形模块；半导体激光器叠阵10具有多个巴条，将所有巴条分成A、B两组。A组巴条I和B组巴条2的偏振态一致。整形模块5包括二分之一波片3、反射镜4及偏振合束片5 ;其中偏振合束片对TE (或TM)进行透射，对TM (或TE)进行反射。在A组巴条I激光出射方向设置偏振合束片5，在B组巴条2激光出射方向依次设置二分之一波片3、反射镜4，或者也可以将二分之一波片3设置于反射镜4与偏振合束片5之间的反射光路上(如图2所示)。半导体激光器叠阵10偏振态为TE (或TM)，A组巴条的激光透射偏振合束片5，B组巴条的激光出射方向设置二分之一波片3将B组巴条的激光由偏振态TE (或TM)旋转为TM(或TE)，然后经过反射镜4反射至偏振合束片5，由于此时B组巴条的激光的偏振态与A组偏振态不同，因此，反射至偏振合束片5的B组巴条的激光经偏振合束片5反射，与透射偏振合束片5的A组巴条的激光形成合束。如图3所示，半导体激光叠阵的所有巴条也可以整体划分为三个部分，即在前述A组巴条与B组巴条之间还间隔有少量巴条，相应的，偏振合束片与反射镜在出光光路径向上保持一定间隔，使得所述少量巴条的激光从偏振合束片与反射镜之间直接穿过出射。由于这部分少量的激光实际上未经过整形，不涉及整形模块，因此，该种实施方案可视作前述方案的等同方案，亦应在本专利技术的保护范围内。本专利技术可以实现千瓦级以上的高功率输出。【权利要求】1.一种用于激光加工的高功率半导体激光器光源系统，包括半导体激光叠阵和整形模块；其特征在于:半导体激光器叠阵具有多个巴条，多个巴条整体划分为A、B两组，A、B两组巴条的偏振态一致；所述的整形模块包括二分之一波片、反射镜及偏振合束片；所述偏振合束片设置于A组巴条出光光路上,所述反射镜设置于B组巴条出光光路上,反射镜镜面与偏振合束片平行设置，所述二分之一波片设置于反射镜的入射光路或反射光路上，使得B组巴条的激光与A组巴条的激光在偏振合束片处形成合束出射。2.根据权利要求1所述的用于激光加工的高功率半导体激光器光源系统，其特征在于:反射镜和偏振合束片均在所处光路中成45度角设置。3.根据权利要求1所述的用于激光加工的高功率半导体激光器光源系统，其特征在于:A组巴条与B组巴条数量相等。4.根据权利要求1所述的用于激光加工的高功率半导体激光器光源系统，其特征在于:根据半导体激光器叠阵中相邻巴条的间距，调整反射镜、偏振合束片的位置，使得B组巴条的激光在偏振合束片处与A组巴条的激光插空合束出射。【文档编号】H01S5/06GK103532015SQ201310524879【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2013年10月29日 【专利技术者】王敏, 蔡万绍, 王警卫, 刘兴胜 申请人:西安炬光科技有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于激光加工的高功率半导体激光器光源系统，包括半导体激光叠阵和整形模块；其特征在于：半导体激光器叠阵具有多个巴条，多个巴条整体划分为A、B两组，A、B两组巴条的偏振态一致；所述的整形模块包括二分之一波片、反射镜及偏振合束片；所述偏振合束片设置于A组巴条出光光路上，所述反射镜设置于B组巴条出光光路上，反射镜镜面与偏振合束片平行设置，所述二分之一波片设置于反射镜的入射光路或反射光路上，使得B组巴条的激光与A组巴条的激光在偏振合束片处形成合束出射。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏，蔡万绍，王警卫，刘兴胜，
申请(专利权)人：西安炬光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：