[實用新型]一種大功率半導體激光光源裝置

無效

• 申請號: 200720094244.6
• 申請日: 2007-08-21
• 公開（公告）號: CN201126923Y
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發明（設計）人: 王峙皓;鄧鑫李
• 申請（專利權）人: 長春德信光電技術有限公司
• 主分類號: H01S5/00
• 分類號: H01S5/00;H01S5/14;H01S5/06
• 代理公司: 長春科宇專利代理有限責任公司
• 代理人: 馬守忠

技術領域

本實用新型屬于大功率半導體激光器領域，涉及一種外腔半導體激光光源裝置。

背景技術

大功率半導體激光器列陣由于結構緊湊，效率高，壽命長，在許多領域得到廣泛應用，如材料加工，激光打標，激光醫療，泵浦固體激光器，自旋交換光泵浦(SEOP)等領域。但是由于半導體激光器大的發散角及寬的光譜帶寬，使其應用受到很大限制。

通過外腔反饋可以改善半導體激光器的輸出光束質量。通常設計的外腔半導體激光器大都針對小功率單管半導體激光器[Opt.Lett.27，1995(2002)]。

對于半導體激光器列陣大功率、高亮度、窄線寬的激光輸出只有激光二極管陣列雙反饋外腔激光器(CN?1829015A)方案。此方案中使用平凹透鏡，由于平凹透鏡的發散作用，不能將會聚光束a，c平行耦合到光柵上；另外此方案中雙凸球面透鏡將激光二極管陣列向下傳播的光束b，d同時會聚到球面反射鏡的焦點上，對半導體激光器迭陣，為使半導體激光器迭陣每層的激光束經雙凸球面透鏡都會聚到球面反射鏡的焦點上，如圖6所示(CN?1829015A)方案，需要雙凸球面透鏡的口徑大于半導體激光器迭陣的尺寸，與半導體激光器迭陣組裝不方便，不易產業化。

發明內容

本實用新型要解決的問題在于克服上述現有技術的不足，利用平凸柱面鏡4代替雙凸球面透鏡，利用圓柱反射鏡5代替球面反射鏡，圖7為本實用新型后的光線傳輸路徑與(CN?1829015A)方案的對比。這樣本實用新型的半導體激光器迭陣與光學元件較易組裝。另外，調節可調矩形狹縫寬度對激光輸出亮度可進行調節，旋轉半波片對輸出功率可進行調節。

如圖1所示：一種外腔反饋半導體激光器迭陣的構成如下：包括半導體激光器迭陣1、快軸準直鏡3和光柵9，所述的快軸準直鏡3是微柱透鏡或非球面鏡，所述的光柵9為Littrow結構，其特征在于，所述的半導體激光器迭陣1是由多個相同的半導體激光器線陣2層疊而成，每個半導體激光器線陣2的快軸方向都設有快軸準直鏡3，快軸準直鏡3后有一平凸柱面鏡4，平凸柱面鏡4軸線方向(圖1中為y方向)與半導體激光器迭陣1的慢軸方向(圖1中為x方向)垂直；在平凸柱面鏡4之后的上方是圓柱反射鏡5，其下方依次是矩形狹縫6，半波片7，平凸柱面鏡8和光柵9；所述的平凸柱面鏡4將向上傳播的一路光a，b會聚于圓柱反射鏡5的軸線處，平凸柱面鏡4和平凸柱面鏡8平行共焦點放置，矩形狹縫6放置在其焦點處，半波片7放置于其焦點與平凸柱面鏡8之間，調節矩形狹縫6寬度實現橫模選擇，進行亮度調節，旋轉半波片7可調節反饋光和輸出光的功率，光束c，d經過平凸柱面鏡8后平行地入射到光柵9上，其中光柵9的一階衍射光沿原路返回提供反饋，零階衍射光e，f作為激光輸出，光柵9反饋實現縱模選擇，壓窄線寬；

如圖3所示，所述的平凸柱面鏡4和圓柱反射鏡5構成向上的反饋腔10；

如圖4所示，所述的平凸柱面鏡4，矩形狹縫6，半波片7，平凸柱面鏡8和光柵9構成向下的反饋腔11；其中平凸柱面鏡4和平凸柱面鏡8形成了一個慢軸準直光學系統，對向下傳播的一路光e，f進行準直，準直后平行入射到光柵9上；

如圖5所示，所述的半導體激光器迭陣1后端面、圓柱反射鏡5、光柵9形成一諧振腔12，諧振過程激光傳播路徑為：半導體激光器迭陣1后端面→圓柱反射鏡5→半導體激光器迭陣1后端面→光柵9→半導體激光器迭陣1后端面；

所述的平凸柱面鏡4和平凸柱面鏡8是矩形平凸柱面鏡，兩平凸柱面鏡凸面相對；

所述的可調狹縫6是一個矩形狹縫，狹縫長度固定，與激光器高度(圖中為y方向的長度)相等，狹縫寬度(圖中為x方向的長度)可調，用來選擇半導體激光器迭陣1的橫模；

所述的光柵9為銅襯底全息光柵，激光功率很大時可在襯底后附加水冷或風冷裝置，以防光柵碎裂；

所述的快軸準直鏡3、平凸柱面鏡4、半波片7和平凸柱面鏡8鍍有工作波長的增透膜，而圓柱反射鏡5和光柵9鍍有工作波長的增反膜。

本實用新型的工作過程：