[實用新型]一種高功率半導體激光器光纖耦合系統

有效

• 申請號: 201420863520.0
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN204349212U
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 蔡磊;劉興勝;楊凱
• 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: 無
• 代理人: 無

1.一種高功率半導體激光器光纖耦合系統，其特征在于：包括沿光路依次設置的半導體激光器疊陣、微準直透鏡，合束裝置，慢軸準直鏡，快軸準直鏡，光纖，所述的半導體激光器疊陣由若干個半導體激光單元堆疊組成，根據堆疊高度等分為上半部分和下半部分，所述的微準直透鏡的個數與半導體激光器疊陣中半導體激光單元的個數相等，在每個半導體激光單元的前端安裝有微準直透鏡；所述合束裝置包括一個平行六面棱鏡和棱鏡組合，平行六面棱鏡有兩個相鄰的側面面向半導體激光器疊陣出光方向，高度方向上分別對應于所述半導體激光器疊陣的上半部分、下半部分，其中平行六面棱鏡下半部分的側面與所述出光方向垂直；所述棱鏡組合包括若干個小棱鏡，小棱鏡數量為半導體激光器疊陣的激光單元數量的一半，小棱鏡的出光面均與平行六面棱鏡上半部分的側面緊密貼合，入光面均與所述出光方向垂直，若干個棱鏡在高度方向上的位置分別對應于半導體激光器疊陣的上半部分的各個半導體激光單元，使得半導體激光器疊陣上半部分發出的激光光束依次通過棱鏡組合和平行六面棱鏡后沿原光軸出射，半導體激光器疊陣下半部分發出的激光光束依次經過平行六面棱鏡的下端面、上端面進行兩次全反射后與半導體激光器疊陣上半部分出射的激光光束相互平行形成插空合束；所述的慢軸準直鏡設置在合束裝置出光端，用于對合束裝置所合束的光進行慢軸方向的準直；所述的快軸準直鏡設置在慢軸準直鏡的出光端，用于對激光進行快軸準直，所述的光纖設置快軸準直鏡出光端，經快軸準直的激光直接入射至光纖后輸出。

2.根據權利要求1所述的一種高功率半導體激光器光纖耦合系統，其特征在于：

平行六面棱鏡相鄰兩個側面的銳角夾角：????????????????????????????????????????????????；

半導體激光器疊陣由偶數個半導體激光器單元組成，則平行六面棱鏡的厚度t和寬度L滿足：

或者

半導體激光器疊陣由奇數個半導體激光器單元組成，則平行六面棱鏡的厚度t和寬度滿足：

；

m為半導體激光器單元數量；w為相鄰兩個半導體激光器單元之間的間距；t為平行六面棱鏡的厚度；L為平行六面棱鏡的寬度，n為平行六面棱鏡材料的折射率。

3.根據權利要求1所述的一種高功率半導體激光器光纖耦合系統，其特征在于：所述棱鏡組合中的小棱鏡采用三棱鏡，各個小棱鏡等間距放置，滿足以下關系：?

；

其中d為單個半導體激光單元準直后的光束直徑，a為三棱鏡出光面寬度，b為三棱鏡的間距，x為三棱鏡的入射面高度，w為相鄰兩半導體激光器單元之間的間距。

4.根據權利要求1所述的一種高功率半導體激光器光纖耦合系統，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，所述的半導體激光器芯片為一個微型巴條或者巴條，或者為多個微型巴條或者巴條。

5.根據權利要求1所述的一種高功率半導體激光器光纖耦合系統，其特征在于：所述微準直透鏡組為微快軸準直透鏡或者微慢軸準直陣列透鏡或者為微快軸準直透鏡和微慢軸準直陣列透鏡，其中，微快軸準直透鏡為準直D型非球面透鏡，微慢軸準直陣列透鏡為陣列柱面透鏡。

6.根據權利要求1所述的一種高功率半導體激光器光纖耦合系統，其特征在于：所述平行六面棱鏡的材料為玻璃，入射面和出射面均鍍增透膜。