[實用新型]一種高功率半導體激光光束準直調整裝置

有效

• 申請號: 201220747543.6
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN203071396U
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 蔡萬紹;劉興勝
• 申請（專利權）人: 西安炬光科技有限公司
• 主分類號: H01S5/06
• 分類號: H01S5/06;G02B27/30
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 陳廣民

技術領域

本實用新型屬于半導體激光器領域，涉及一種高功率半導體激光光束準直調整裝置。

背景技術

目前半導體激光器的光纖耦合系統朝著高輸出功率、高亮度的方向發展，并在工業、醫療、軍事等領域得到越來越廣泛的應用。為提高半導體激光器的高功率高亮度輸出，人們通常采取對多發光點進行光纖耦合的方式來實現，即通過先對多個發光點進行準直，再將準直后的多路光束經過聚焦透鏡匯聚到單根光纖中輸出。在對多個發光點的傳播路徑進行準直的過程中，通常采用兩種方式：方式一，在CCD等昂貴的光電探測器上設置參考點，發光點傳播后的一段距離內進行成像至CCD上，調節快慢軸準直鏡，當發光點在CCD上所成的像和參考點重合時，多發光點準直完畢；方式二，在光束傳播方向上前后移動CCD，使得發光點在前后兩個位置處成像在CCD上，調節快慢軸準直鏡，當發光點在前后兩位置處兩成像點重合時，多發光點準直完畢。

上述兩種方法明顯地包含有三個不足：1）價格昂貴；該準直方法中使用的CCD價格昂貴，普通的工業級CCD相機也在上萬元以上，精度更高的CCD相機更是價格不菲；2）精度低；方法一種的CCD上參考點的選定是在假定多發光單元之間相對距離是一定的情況下，然而實際的多發光單元之間的相對距離是存在差異的，為此準直精度會大大降低；3）操作復雜；方法二中的準直操作必須在一段相當長距離內進行，距離越長，準直精度才越高，為此操作不方便。

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，提供一種高功率半導體激光光束準直調整方法及裝置，以實現在緊湊的空間內實現多路光束高精度的準直性，同時光譜窄化信號辨別簡單，容易判斷光路準直與否。

本實用新型是一種基于體光柵（VBG）的外腔反饋式多光束準直調節方法及裝置，主要是通過探測多光束經過體光柵（VBG）外腔反饋輸出后激光的光譜，來監測并調節快慢軸準直鏡。當多光束在半導體激光器和VBG之間能夠準直傳播時，相對于未準直傳播情況下的光譜，輸出光譜會窄化很多。

本實用新型的調節方法具體包括以下步驟：

步驟一：點亮半導體激光器，各個發光點發出的光束依次通過快軸、慢軸準直鏡之后，入射到體光柵（VBG）；

步驟二：將入射至體光柵（VBG）后的激光導入光譜儀進行光譜測試；

步驟三：分別調節快軸、慢軸準直鏡，直至光譜儀所測光譜出現明顯的窄化，則半導體激光器所發射的激光經過快慢、慢軸后為準直光束；

步驟四：固定快軸、慢軸準直鏡位置。

基于以上方法，本實用新型提出的基于體光柵（VBG）的外腔反饋式多光束準直調整裝置，該調整裝置包括：安裝基板以及設置在安裝基板上的激光器座架和用以分別調整及固定快軸準直鏡、慢軸準直鏡位置的調節工具、以及沿激光出射光路依次設置的體光柵（VBG）、光收集器、導光系統，經體光柵透射并被光收集器收集的激光通過導光系統導入光譜儀。

上述調節工具采用六維調節架夾持固定快軸、慢軸準直鏡。當然，也可以采用其他常規安裝固定方式。

上述光收集器可以是透鏡、透鏡組、積分球等。

上述導光系統可以是光纖、光導管、光波導等。

調整半導體激光器光束準直時，將半導體激光器放置在激光器座架上，將半導體激光器的快軸、慢軸準直鏡分別夾持在兩個六維調節架上，點亮半導體激光器，光束將快、慢軸準直鏡后入射至體光柵（VBG），部分光由體光柵（VBG）反射并經快、慢軸準直鏡反饋回激光器腔中，形成光反饋系統，透射的光經光收集器收集后用導光系統傳輸至光譜儀中，光譜儀可測試光譜，調整兩個六維調節架用于調節快、慢軸準直鏡的位置，當光譜儀測試出光譜出現明顯窄化時，則半導體激光器所發射的激光經過快慢、慢軸后為準直光束，固定快軸、慢軸準直鏡與半導體激光器的相對位置。

本實用新型能夠實現在緊湊的空間內調整多路光束高精度的準直性，同時光譜窄化信號辨別簡單，容易判斷光路準直與否。本實用新型的調節裝置調節方便、簡單、準直精度高、可行。

附圖說明

圖1是本實用新型高功率半導體激光光束調整裝置結構示意圖。

其中，1為安裝基板；2為激光器座架；3、4為六維調節架；5為體光柵（VBG）；6為光收集器；7為導光系統；8為光譜儀；9為半導體激光器；10為快軸準直鏡；11為慢軸準直鏡。

圖2示出了使用本實用新型裝置對多光束進行準直前后的光譜對比情況。

具體實施方式

以下結合附圖對實用新型進一步詳細說明。

如圖1所示，本實用新型一種高功率半導體激光光束的調整方法如下