[實用新型]一種基于半導體激光微型巴條的光纖耦合模塊

有效

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• 申請日: 2010-05-17
• 公開（公告）號: CN201804142U
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發(fā)明（設計）人: 劉興勝;王曉飚;楊凱;李列紅;鄭艷芳
• 申請（專利權）人: 西安炬光科技有限公司
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 西安西交通盛知識產權代理有限責任公司 61217
• 代理人: 羅永娟

技術領域

本實用新型屬于激光器制造領域，涉及一種光纖耦合模塊，尤其是一種用于半導體激光微型巴條的光纖耦合模塊。

背景技術

半導體激光器及其光纖耦合系統(tǒng)在工業(yè)、醫(yī)療、軍事等領域得到越來越廣泛的應用。在眾多應用中，體積小，重量輕，成本低的半導體激光器的耦合模塊成為市場的關注重點和各國研究的焦點。

目前為了追求高功率和高亮度輸出的半導體激光器耦合模塊，通常是在半導體激光器(LD)前端加相應的光束整形系統(tǒng)，如對光束進行切割，旋轉，重排等，將激光束壓縮至需要的光斑輸出(牛崗，樊仲維，王培峰等，“大功率半導體激光列陣單光纖耦合技術”，半導體學報，2007，28(10)：1607-1610)，這樣使得耦合模塊體積大，結構和工藝復雜，成本高。國內外相關產品很多，但多為兩種芯片基礎上開發(fā)出的產品，都存在一定的缺點：(1)單管(Single?Emitter)產品，該產品只有一個發(fā)光點，可以做到808nm，50？？m，5W的激光輸出，盡管光纖芯徑很小，但由于功率的限制，亮度并不是很高。

(2)單Bar產品，該產品的發(fā)光點一般為19個或19個以上(如47個，62個)，針對這種Bar條，多使用切割、翻轉、重排、聚焦的光束整形方式來實現(xiàn)光纖耦合輸出，這類產品可以達到很高的功率，但由于采用了復雜的光學系統(tǒng)，成本很高，而且輸出光纖芯徑也不能做到很小，較難達到高亮度輸出的目的。

(3)多單管產品，相對于傳統(tǒng)的單管產品，該型產品在功率上有一定的增加，但與基于Bar條類的產品相比，其功率還是偏低。

(4)多Bar條產品，這類產品在功率方面具有絕對的優(yōu)勢，但很難使激光耦合進小芯徑的光纖內，這就決定了該類產品的亮度不高。

綜上所述，傳統(tǒng)的半導體激光器光纖耦合方案中，激光芯片一般采用單管(SingleEmitter)或者單Bar，而光學整形系統(tǒng)(主要是Bar條類)則往往需要進行復雜的光學切割、旋轉、重排。傳統(tǒng)技術具有以下缺點：(1)基于Bar條的光纖耦合產品成本高，要求的驅動電流大。由于加入了復雜的光學系統(tǒng)，使得整個產品成本提高，降低了該類產品的市場競爭力，同時該類產品往往需要很高的驅動電流，這嚴重限制了產品的應用。

(2)功率和亮度偏低。對于單管光纖耦合產品，由于其功率的限制，很難做出大功率、高亮度的激光器產品。而對于Bar條光纖耦合產品，由于很難將光束耦合進小芯徑的光纖中，所以亮度也不高。

(3)工藝復雜。常見的Bar條光纖耦合產品通常采用復雜的光學系統(tǒng)，以達到小芯徑光纖耦合輸出的目的，這種光學系統(tǒng)包含了復雜的光束整形透鏡，在實際生產中，每增加一個透鏡，工藝難度大大增加，同時也帶來功率的損失。

(4)結構復雜。傳統(tǒng)技術中，為了得到好的光束質量，無論是單管類還是Bar條類產品，均采用了復雜的光學整形系統(tǒng)，因此使得耦合模塊的結構復雜，體積龐大。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述技術的缺點，提供一種基于半導體激光微型巴條的光纖耦合模塊。該種光纖耦合模塊針對微型巴條具有兩個或兩個以上發(fā)光點的特點，無需對慢軸光束進行準直，也無需經過復雜的切割、旋轉、重排的光學系統(tǒng)，而是采用光纖陣列直接耦合入光纖內，具有制作工藝簡單、體積小巧、成本低的優(yōu)點。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來解決的：該種基于半導體激光微型巴條的光纖耦合模塊，包括底座，所述底座上設有由發(fā)光芯片組、快軸準直鏡和光纖陣列組成的發(fā)光模塊，所述快軸準直鏡和光纖陣列依次置于發(fā)光芯片組的激光發(fā)射方向上，且發(fā)光芯片組的發(fā)射激光射入快軸準直鏡的入射側，快軸準直鏡出射側射出的激光射入光纖陣列的入射側，光纖陣列的出射側還設置有光纖合束器；所述光纖陣列的出射激光射入光纖合束器的光輸入端。

上述快軸準直鏡為D型柱透鏡或O型光纖透鏡；所述發(fā)光芯片組由一個或多個發(fā)光芯片組成。

上述發(fā)光芯片為Mini?Bar。

進一步，以上所述光纖陣列中光纖的數(shù)目大于或者等于Mini?Bar的發(fā)光區(qū)數(shù)目。

以上組成發(fā)光芯片組的多個發(fā)光芯片并列排列或成階梯狀排列，且各發(fā)光芯片的激光發(fā)射方向一致。

上述快軸準直鏡慢軸方向的長度小于10mm。

本實用新型具有以下有益效果：(1)結構簡單，體積小：本實用新型只需對半導體激光器快軸光束進行準直，無需對慢軸光束進行準直，無需采用復雜的切割、旋轉、重排的光學系統(tǒng)即可將光束耦合進光纖內，實現(xiàn)耦合模塊的制作。整體模塊的體積小巧，結構簡單。