[發明專利]一種高功率半導體激光器的擴束裝置

有效

• 申請號: 201410195842.7
• 申請日: 2014-05-09
• 公開（公告）號: CN103996973B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 蔡磊;劉興勝
• 申請（專利權）人: 西安炬光科技有限公司
• 主分類號: H01S5/40
• 分類號: H01S5/40;H01S5/06
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司61211
• 代理人: 胡樂

1.一種高功率半導體激光器的擴束裝置，其特征在于：包括沿光路依次設置的半導體激光器疊陣、準直透鏡組和分光系統，所述半導體激光器疊陣由若干個半導體激光單元堆疊組成，所述分光系統包括沿半導體激光器疊陣堆疊高度方向依次設置的n個分光鏡以及最后設置的一個全反射鏡，其中第1個分光鏡與半導體激光器疊陣堆疊高度相當，n個分光鏡以及全反射鏡平行等間隔排列，與半導體激光器疊陣出光方向成30-60°設置；第1個分光鏡的透射光與其余n-1個分光鏡以及全反射鏡的反射光共同形成激光擴束；

n個分光鏡的光透過率不同，使得第1個分光鏡的透射光能量與其余n-1個分光鏡以及全反射鏡的反射光能量相等：

第1個分光鏡的透過率為1/(n+1)，反射率為n/(n+1)；

第m個分光鏡的透過率為(n-m+1)/(n-m+2)，反射率為1/(n-m+2)；

其中，n為分光鏡總個數，m為分光鏡的排列序號，1<m≤n，排列序號按照激光依次通過的順序進行排號。

2.一種高功率半導體激光器的擴束裝置，其特征在于：包括沿光路依次設置的半導體激光器疊陣、準直透鏡組和分光系統，所述半導體激光器疊陣由若干個半導體激光單元堆疊組成，所述分光系統包括沿半導體激光器疊陣出光方向依次設置的n個分光鏡以及最后設置的一個全反射鏡，其中第1個分光鏡與半導體激光器疊陣堆疊高度相當，n個分光鏡以及全反射鏡平行等間隔排列，與半導體激光器疊陣出光方向成30-60°設置；n個分光鏡以及全反射鏡的反射光共同形成激光擴束；

n個分光鏡的光透過率不同，使得n個分光鏡以及全反射鏡的反射光能量相等：

第m個分光鏡的反射率為1/(n-m+2)，透過率為(n-m+1)/(n-m+2)；

其中，n為分光鏡總個數，m為分光鏡的排列序號，1≤m≤n，排列序號按照激光依次通過的順序進行排號。

3.根據權利要求1或2所述的高功率半導體激光器的擴束裝置，其特征在于：所述半導體激光單元為焊接在熱沉上的半導體激光器芯片，所述半導體激光器芯片為一個單管芯片、微型巴條或者巴條，或者為多個單管芯片、微型巴條或者巴條。

4.根據權利要求1或2所述的高功率半導體激光器的擴束裝置，其特征在于：所述準直透鏡組包括快軸準直透鏡和慢軸準直透鏡兩者或兩者之一，其中，快軸準直透鏡為準直D型非球面透鏡，慢軸準直鏡為單陣列柱面透鏡。

5.根據權利要求1或2所述的高功率半導體激光器的擴束裝置，其特征在于：所述全反射鏡的基體材料為玻璃或金屬，表面鍍高反膜；或者高反膜采用多層介質反射膜。

6.根據權利要求1或2所述的高功率半導體激光器的擴束裝置，其特征在于：所述分光鏡的基體材料為玻璃，分光鏡表面鍍增反膜，增反膜的材料為硫化鋅-氟化鎂膜系。

7.根據權利要求1或2所述的高功率半導體激光器的擴束裝置，其特征在于：所述分光鏡與全反射鏡一起安裝在帶刻度的固定架上，固定架的材料為塑料，鋁，鋼或者銅。

8.根據權利要求1或2所述的高功率半導體激光器的擴束裝置，其特征在于：分光鏡的光透過率不同是采用不同規格的鍍膜實現。