[實用新型]耦合兩個半導體激光器光束的結構

有效

• 申請號: 201220367051.4
• 申請日: 2012-07-27
• 公開（公告）號: CN202837616U
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 韓靜
• 申請（專利權）人: 北京大族天成半導體技術有限公司
• 主分類號: G02B6/43
• 分類號: G02B6/43
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本實用新型提供了一種耦合兩個半導體激光器光束的結構，通過該結構可以將兩個半導體激光器的輸出光耦合到一根光纖中，屬于應用激光和半導體激光領域。?

背景技術

在工業、醫學和科研領域中廣泛地使用808nm、980nm、1064nm等紅外激光作為工作光源。這些光屬于不可見光，但在應用當中很多情況下需要知道這些工作光的傳播路徑和照射位置，這就需要可見波長的光來作指示、導引。?

傳統技術方案是在光路中使用對一個波長反射對另一波長透射的雙色片，對兩束激光進行合束，并通過聚焦耦合透鏡耦合到光纖內，實現從一根光纖獲得了兩個波長的輸出，例如200820180756.9號專利。但是如果兩個波長比較靠近時，要求雙色片的反射率曲線的邊緣非常陡直，這樣的鍍膜設計和制作的難度非常大，反射率和透射率都不會太高，導致合束功率損失大。進一步，對相同波長的兩束光，就不可能用雙色片的方法來獲得合束的目的。需要更好的方案來改進。?

發明內容

本實用新型解決了將兩個半導體激光器的輸出耦合到單一光纖的問題。原理和完整結構分別見圖1和圖3。?

激光器1和激光器2是發射不同波長或相同波長的半導體激光器。二者都已經被分別裝在熱沉3.1和熱沉3.2上，兩個熱沉安裝在底板4上，安裝方式為激光器的PN結平面垂直于底板。?

兩個激光器芯片發出的光束首先被在各自前方分別安裝的快軸準直柱透鏡5.1和5.2在快軸方向進行準直，準直后的光束16.1和16.2以扇形出射。激光器1與透鏡-光纖組件6光軸平行放置，其經快軸準直的光束16.1直接照向透鏡-光纖組件6并且光軸與之平行。激光器2與激光器1成一定角度放置，它的經快軸準直的光束經過一個反射鏡7的反射照向透鏡-光纖組件6，并且反射后的光束光軸與透鏡-光纖組件6的光軸平行。?

用來反射激光器2光束16.2的反射鏡7安裝在激光器1和透鏡-光纖組件6之間，反射鏡的一個邊緊靠但是不遮擋激光器1的扇形光束16.1，經反射鏡7反射后的激光器2的光束16.22緊靠第一個激光器的光束16.1而且與其平行。兩束并列的光束16.22和16.1通過透鏡-光纖組件6耦合到光纖。?

激光器2到透鏡8的光程應當和激光器1到透鏡8的光程相同或僅有微小差異。?

透鏡-光纖組件6其外部為一個圓形的套筒9，透鏡8固定在套筒9內的一端，光纖插針10從另一端插入套筒9，光纖插針10與透鏡8之間的距離用一個定位環11來固定。見圖1?和2。透鏡-光纖組件6可以作為一個調節單元，通過多維的位置、角度調整，兩個激光器的并列光束被透鏡聚焦耦合到光纖里。透鏡8和光纖插針10通過套筒和定位環來實現同軸和定位。?

光纖12安裝在圓柱形光纖插針10的中心，端面磨平、拋光，并鍍對兩個激光器波長都增透的增透膜。?

透鏡8可以是球面、非球面或自聚焦透鏡，也可以是這些透鏡的組合。?

套筒9為截面形狀是圓形的圓筒，或筒壁沿軸向開通槽的截面呈“C”形的開口圓筒，由金屬或陶瓷材料制成。?

管殼的側壁13上制作一個用于引出光纖的圓形光纖引出管14，管的上方有一個開口15。透鏡-光纖組件6插入管14內進行耦合位置調整。管14內徑大于套筒9的外徑，使套筒9在管14內有充分的調整空間。調整到最佳耦合狀態后，通過開口15將焊料注入管內將透鏡-光纖組件6焊裝固定在光纖引出管14內，或用膠從開口注入將透鏡-光纖組件6固定在管14內。這樣的固定方式，不需要額外的支撐元件，工藝簡單可靠。見圖3。?

當需要一個工作激光，一個指示光時，可以將工作激光放在激光器1的位置，指示光激光通常是幾mW功率量級的，可以放到激光器2的位置。?

附圖說明

圖1為將兩個半導體激光的光束耦合進光纖的原理示意圖。?

圖2為透鏡-光纖組件剖視圖，透鏡和套筒之間有定位環。?

圖3為激光器和透鏡-光纖組件全部安裝到位的側視圖，顯示了光纖引出的方式和透鏡-光纖組件的固定方式。?

具體實施方式

一種實施方式的整體結構見圖3。下面詳述整個結構的制作流程。?

先在激光器1和2的出光方向上安裝快軸準直柱面鏡，將光束壓縮成為扇形并垂直激光器腔面出射，如16.1和16.2所示。?