[發明專利]用玻璃片組提高半導體激光疊陣快軸方向填充系數的裝置

無效

• 申請號: 201210160426.4
• 申請日: 2012-05-22
• 公開（公告）號: CN102751660A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 林學春;郭渭榮;侯瑋;陳凱;王寶華;梁浩;王祥鵬;李晉閩
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01S5/40
• 分類號: H01S5/40
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 湯保平

技術領域

本發明屬于半導體技術領域，特別涉及一種用玻璃片組提高半導體激光疊陣快軸方向填充系數的裝置。?

背景技術

大功率二極管激光器陣列具有體積小、效率高、壽命長等優點，在工業加工中有著廣泛的應用。堆疊多個Bar條可提高半導體激光器的輸出功率，從而滿足對二極管激光器輸出功率的越來越高的要求。但受到散熱的限制，堆疊多個Bar條時兩個Bar條之間的周期不能太小，往往是2mm左右。并且快軸準直透鏡的高度也在1.5mm以上。但快軸準直鏡不能將光束的腰斑擴大到自身的高度，而只是擴大到0.4-0.5mm。所以疊陣輸出的光束經過快軸準直透鏡后，中間有相當多的空隙可以再容下一個疊陣的光束。?

這種情況下可以采取適當的光束耦合方法，將兩個半導體激光器疊陣的光束耦合到同一光路中，以提高疊陣輸出光束的平均亮度。?

本發明提高了快軸方向的填充系數，將輸出功率和亮度幾乎提高為原來的2倍。并且光路較為簡單、經濟。光路的幾何關系也比較簡單降低了設計難度。本技術方案對光束質量(平行度、準直性)不造成明顯影響。?

發明內容

本發明的目的在于，提供一種用玻璃片組提高半導體激光疊陣快軸方向填充系數的裝置，其是用平行四邊形玻璃片組的全反射實現光束耦合技術，對多個半導體激光器疊陣的光束進行耦合，可以提高特定光束的功率大小以及亮度大小。?

本發明提供一種用玻璃片組提高半導體激光疊陣快軸方向填充系數的裝置，包括：?

一第一激光器陣列，其前端有多個二極管激光器；?

一第一快軸準直鏡，其固定在第一激光器陣列的出光端；?

一第一平行四邊形玻璃片，其中的相鄰兩邊為45度，其位于第一快軸準直鏡的前端，其一側邊的端面與第一快軸準直鏡相對；?

一第二激光器陣列，其前端有多個二極管激光器；?

一第二快軸準直鏡，其固定在第二激光器的出光端；?

一第二平行四邊形玻璃片，其中的相鄰兩邊為45度，其位于第二快軸準直鏡的前端，其一側邊的端面與第二快軸準直鏡相對；?

其中該第一平行四邊形玻璃片和第二平行四邊形玻璃片相互疊置，其遠離第一快軸準直鏡和第二快軸準直鏡的一端對齊。?

附圖說明

為進一步說明本發明的技術內容，以下結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，其中：?

圖1是平行四邊形玻璃片組光束耦合示意圖；?

圖2是兩個半導體激光器疊陣中每個疊陣的光束在另一個疊陣光束的發光空隙中示意圖；?

圖3是本發明的結構示意圖；?

圖4是本發明的立體結構示意圖；?

圖5是第一實施例示意圖，其是先用平行四邊形玻璃片光束耦合，再偏振耦合；?

圖6是第二實施例示意圖，其是先用平行四邊形玻璃片光束耦合，再波長耦合；?

圖7是第三實施例示意圖，其是先偏振耦合，再用平行四邊形玻璃片光束耦合；?

圖8是第四實施例示意圖，其是先波長耦合，再用平行四邊形玻璃片光束耦合；?

圖9是光束在平行四邊形玻璃片中全反射示意圖；?

圖10是平行四邊形玻璃片光束耦合前后光斑變化示意圖。?

具體實施方式

請參閱圖1、圖3和圖4所示，本發明一種用玻璃片組提高半導體激光疊陣快軸方向填充系數的裝置，包括：?

一第一激光器陣列1，其前端有多個二極管激光器，該第一激光器陣列1為半導體激光器，波長為976nm；?

一第一快軸準直鏡2，其固定在第一激光器陣列1的出光端，該第一快軸準直鏡2為半圓柱體。對第一激光器陣列1發出的光進行快軸準直后，光束在快軸方向上的尺寸約為0.8mm；?

一第一平行四邊形玻璃片3，其中的相鄰兩邊為45度，其位于第一快軸準直鏡2的前端，其一側邊的端面與第一快軸準直鏡2相對，該第一平行四邊形玻璃片3的一側邊的長度是相鄰的側邊的?倍。該第一平行四邊形玻璃片3采用K9玻璃制成，一個側邊長12mm，厚度為0.7mm。由圖9中光束在平行四邊形玻璃片中的全反射關系，可得光束的偏移量為12mm。并且由于K9玻璃對976nm的折射率為1.50784，全反射角為?

小45°；?

一第二激光器陣列1’，其前端有多個二極管激光器，該第二激光器陣列1’為半導體激光器，波長為976nm；?