[發明專利]采用棱鏡的半導體激光器偏振耦合裝置

無效

• 申請號: 201310121177.2
• 申請日: 2013-04-09
• 公開（公告）號: CN103217803A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 林學春;郭渭榮;陳凱;王寶華;王祥鵬;王麗榮
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G02B27/28
• 分類號: G02B27/28
• 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

本發明屬于激光光電子及其應用領域，是通過平行四邊形棱鏡、三角形棱鏡與偏振分光膜對半導體激光器的輸出光束進行偏振耦合，改善輸出光束亮度和光束質量的一種采用棱鏡的半導體激光器偏振耦合裝置。

背景技術

半導體激光器具有光電轉換效率高、體積小、壽命長等優點，廣泛應用于泵浦固體激光器、醫療、材料加工等多種應用。半導體激光器陣列(包括一維半導體激光器陣列和二維半導體激光器疊層陣列——堆棧)是實現大功率輸出的有效途徑。但半導體激光器陣列的光束質量，限制了半導體激光器的應用范圍。壓縮半導體激光器陣列的輸出光束尺寸可以提高光束的亮度和光束質量，從而滿足實用要求。

通過波長合束和偏振合束來實現光束的合并都可壓縮半導體激光器陣列的輸出光束尺寸，提高光束的亮度。

對兩個具有不同偏振態的半導體激光器陣列的光束進行偏振合束時，可使兩個半導體激光器陣列發出的光束相互垂直入射到偏振合束器上。由于兩路光束具有不同的偏振態，一路光束透射而另一路光束反射，原來傳播方向相互垂直的兩路光束合并為一路。

但要將一個半導體激光器陣列的光束分為兩路，對兩路光束進行偏振耦合時，由于兩路光束的偏振態相同并且傳播方向也相同，需要改變其中一路光束的偏振態，并且改變其中一路光束的傳播方向，再使兩路光束相互垂直入射到偏振合束器上才能夠使兩路光束合并為一路。而在光路中加入過多的元件會增加整個系統的體積和復雜程度。

本發明的裝置采用平行四邊形棱鏡、三角形棱鏡和偏振分光膜，能夠以相對簡單的結構和相對小的體積來對一個半導體激光器陣列的光束進行偏振耦合。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種采用棱鏡的半導體激光器偏振耦合裝置，其可壓縮半導體激光器陣列的輸出光束尺寸，可以提高光束的亮度和光束質量，從而滿足實用要求。

本發明提出一種采用棱鏡的半導體激光器偏振耦合裝置，包括：

一半導體激光器陣列，該半導體激光器陣列包括第一輸出光路和第二輸出光路；

一半波片，該半波片位于半導體激光器陣列的第二輸出光路上；

一偏振分光棱鏡，該偏振分光棱鏡位于半導體激光器陣列的第二輸出光路和第一輸出光路上，該半波片位于半導體激光器陣列和偏振分光棱鏡之間。

本發明具有以下有益效果：

本發明采用平行四邊形棱鏡、三角形棱鏡和偏振分光膜實現光束的偏振耦合輸出，入射到偏振分光膜的兩部分光的偏振方向相互垂直，合成的出射光的光束尺寸小于初始激光的光束尺寸，輸出光束的強度是兩部分入射光的疊加，提高了光束質量和光功率密度，從而實現了滿足較好光束質量下的高亮度高功率激光輸出。

附圖說明

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明，其中：

圖1是本發明第一實施例的結構原理圖；

圖2是圖1的立體結構示意圖；

圖3是本發明第二實施例的結構原理圖；

圖4是圖3的立體結構示意圖。

具體實施方式

請參閱圖1及圖2所示，為本發明的第一實施例，本發明提供一種采用棱鏡的半導體激光器偏振耦合裝置，包括：

一半導體激光器陣列1。該半導體激光器陣列包含快軸準直元件，也可以包含慢軸準直元件。該半導體激光器陣列發出的光束經過快軸準直后在y方向的發散角很小，基本可以忽略。該半導體激光器陣列發出的光束也可以通過慢軸準直來在一定程度減小x方向上的發散角。該半導體激光器陣列發出的光束經過準直后，在x方向上的寬度共有10mm，可分為兩路，每一路在x方向上的寬度為5mm。其中偏向x軸正方向的一路為第一輸出光路11，偏向x軸負方向的一路為第二輸出光路12；第一輸出光路11和第二輸出光路12的偏振態均為P光(偏振方向沿x軸)，傳播方向均為z軸正方向。