[發(fā)明專利]一種半導體激光器準直透鏡制作裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810233921.7
• 申請日: 2008-12-17
• 公開（公告）號: CN101442181A
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王克逸;詹珍賢;丁志中;姚海濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學技術(shù)大學
• 主分類號: H01S5/14
• 分類號: H01S5/14
• 代理公司: 合肥金安專利事務(wù)所
• 代理人: 金惠貞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種準直透鏡制作裝置，特別涉及能夠改變準直透鏡的面形并能夠?qū)崟r檢測半導體激光器出射光束準直狀態(tài)的半導體激光器準直透鏡制作裝置。

背景技術(shù)

半導體激光器作為一種小型高可靠性的光源，具有體積小、重量輕、壽命長、功耗低、可直接調(diào)制等優(yōu)點，因此廣泛應(yīng)用在光通訊、光存儲、激光加工、激光手術(shù)等領(lǐng)域。

但是，半導體激光器由于其特殊的有源區(qū)波導結(jié)構(gòu)，其出射光束在平行于結(jié)平面的發(fā)散角在10°-20°范圍，而垂直于結(jié)平面的發(fā)散角在30°-60°范圍，因此，其發(fā)出的激光波面不是平面波，也不是球面波，而是像散橢圓高斯光束，其出射光束的截面是橢圓。這就給半導體激光器的準直帶來了困難，必須分別對兩個方向上的光束進行準直。

目前常見的半導體激光器準直方法主要有球面單透鏡法、組合球面透鏡法、組合柱面透鏡法等等。球面單透鏡法是采用單個球面透鏡對半導體激光器出射光束進行準直，由于只有單個透鏡，使準直系統(tǒng)體積小、重量輕、裝調(diào)方便，且反射面較少，光束能量利用率較高；但是球面單透鏡無法實現(xiàn)對兩個方向上光束的同時準直，因此得到的光束仍然是橢圓形，準直效果差。組合球面透鏡法是采用兩片或兩片以上的球面透鏡，每片或每組透鏡分別對垂直于結(jié)(快軸)方向和平行于結(jié)(慢軸)方向的光束進行準直；這種方法可以實現(xiàn)對兩方向光束的同時準直，能得到圓形截面的出射光束。組合柱面透鏡法的原理與組合球面透鏡法類似，柱面透鏡1和柱面透鏡2正交放置，利用柱面透鏡1準直快軸方向光束，柱面透鏡2準直慢軸方向光束，由于柱面鏡或光楔類元件在一個方向的放大率為1，而另一個方向的放大率具有增大或減小的效果，因此與球面組合透鏡法相比，裝調(diào)較為方便，能得到較好的光束準直效果。例如中國專利公開號CN1553243，公開日2004年12月08日，名稱為“采用微透鏡陣列對實現(xiàn)大功率半導體激光束準直的方法”的專利，該發(fā)明涉及一種采用微透鏡陣列對實現(xiàn)大功率半導體激光束準直的方法，正交連續(xù)微透鏡中的兩柱面微透鏡分別對垂直結(jié)方向(快軸方向)和平行結(jié)方向(慢軸方向)的光束進行準直。快軸方向采用單一柱面鏡實現(xiàn)準直；慢軸方向采用多個柱面透鏡排列起來形成線陣，每一個微透鏡和一個發(fā)光區(qū)一一對應(yīng)，分別對每一個發(fā)光區(qū)的光束進行準直。該發(fā)明實現(xiàn)了對大功率半導激光器光束的準直和消像散，從而得到能量集中，發(fā)散角小，準直度高的激光光束。該發(fā)明所涉及的半導體激光器準直方法就屬于組合柱面透鏡法。

該方法的不足之處在于：采用多片透鏡組合的方式，體積較大，重量較重，成本較高，多片透鏡的安裝調(diào)試困難，且光束能量在光學面上的反射及光學元件對能量的吸收隨著透鏡數(shù)量的增多而增大，因此能量利用率較低。而且，在實際生產(chǎn)中，每個半導體激光器產(chǎn)品的發(fā)散角參數(shù)不可能完全一樣，總是存在誤差，因此用同一參數(shù)的準直系統(tǒng)不能最好地實現(xiàn)對每個半導體激光器的準直，不能為每個半導體激光器量身定做準直系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有半導體激光器準直透鏡或透鏡組體積大、成本高、裝調(diào)困難、能量利用率不高等問題，本發(fā)明提供一種工藝簡單、體積小、制造成本低、免裝調(diào)，能量利用率高，且能為每個半導體激光器量身定做準直透鏡的一種半導體激光器準直透鏡制作裝置。

實現(xiàn)上述目的的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案是這樣的：

一種半導體激光器準直透鏡制作裝置包括主框架、二維微調(diào)臺1、環(huán)形紫外光源2、電極6、注射器14、光斑檢測攝像機8和面形檢測光路；

所述主框架由底部的方形底板16，左部的左側(cè)板9，后部的后側(cè)板10組成，左側(cè)板9下部設(shè)有反光鏡孔；主框架中部設(shè)有二維微調(diào)臺1，二維微調(diào)臺1上設(shè)有環(huán)形紫外光源2，二維微調(diào)臺1中部設(shè)有半導體激光器3，半導體激光器3位于環(huán)形紫外光源2中央，半導體激光器3的出光窗口位于頂面，準直透鏡4位于半導體激光器3的出光窗口；

所述環(huán)形紫外光源2環(huán)壁下部均布設(shè)有兩個以上的門形缺口，環(huán)壁內(nèi)側(cè)面均布設(shè)有三個以上紫外發(fā)光二極管；左側(cè)板9的反光鏡孔位于環(huán)形紫外光源2環(huán)壁下部左側(cè)的門形缺口處，

所述二維微調(diào)臺1右部設(shè)有白光光源15，白光光源15位于環(huán)形紫外光源2環(huán)壁下部右側(cè)的門形缺口處，與白光光源15對應(yīng)在左側(cè)板9的反光鏡孔外側(cè)設(shè)有反光鏡5，反光鏡5的上方設(shè)有鏡頭17，鏡頭17連接著面形檢測攝像機18，面形檢測攝像機18安裝在左側(cè)板9外側(cè)上部；

所述面形檢測光路由所述的白光光源15、反光鏡5、鏡頭17和面形檢測攝像機18組成，且白光光源15、反光鏡5、鏡頭17和面形檢測攝像機18的光軸位于同一個垂直面內(nèi)；