[實用新型]新型多單管半導體激光器光纖耦合模塊

有效

• 申請號: 201520793905.9
• 申請日: 2015-10-14
• 公開（公告）號: CN204992245U
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 袁孝;虞天成;張翔;高帆
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H01S5/06
• 分類號: H01S5/06
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

技術領域

本實用新型涉及半導體激光裝置技術領域，特別涉及一種新型多單管半導體激光器光纖耦合模塊。

背景技術

高功率半導體激光器具有體積小、插頭轉換效率高、使用壽命長等優點，在材料加工、激光器泵浦以及國防安全等領域應用十分廣泛。目前高功率半導體激光器與成套設備的問題制約了我國激光技術快速發展，該領域產品完全依賴于進口。

為了得到高功率、高亮度的半導體激光光纖耦合輸出，國內外利用空間合束、偏振合束與波長合束等技術，提出了多種半導體激光器的合束與光纖耦合方案。如申請號為200810051511.2、200910207824.5、201010597864.8、201010174581.2、201120497201.9、201410843840.4等中國專利，在上述專利中，都是使用多個單管半導體激光器、巴條或者堆棧進行合束與光纖耦合。半導體激光器巴條和堆棧可以實現很高的輸出功率，但是其光束質量較差，并不能滿足工業激光加工的需要。單管半導體激光器通過合束后可以獲得較高功率的激光輸出，并且光束質量較好，因此對單管半導體激光器進行合束并實現光纖耦合輸出具有十分重要的意義。

目前，單管半導體激光器光纖耦合的設計如中國專利：200910207824.5、201110394648.8等，都是將單管半導體激光進行一維的堆疊。這種設計一方面由于光纖尺寸與數值孔徑的限制，降低了光纖耦合輸出功率；另一方面為了獲得較大的輸出功率，增加了耦合聚焦鏡的通光口徑，造成了耦合聚焦鏡口徑過大，增加了聚焦鏡設計與制造的難度。

實用新型內容

本實用新型目的是提供一種新型多單管半導體激光器光纖耦合模塊，使原本的單管半導體激光一維快軸方向的堆疊，變為快軸方向與慢軸方向共同疊加，提高了耦合聚焦鏡的通光口徑的利用率以及光纖耦合的輸出功率。

基于上述問題，本實用新型提供的技術方案是：

新型多單管半導體激光器光纖耦合模塊，包括底板和設置在所述底板第一方向兩端的第一階梯熱沉和第二階梯熱沉，所述第一階梯熱沉和所述第二階梯熱沉分別設有若干個階梯面，所述若干個階梯面由所述底板中部向第一方向兩端依次升高，每個階梯面上相對設置兩個半導體激光器，且所述兩個半導體激光器沿所述底板第二方向布置，所述第二方向與所述第一方向垂直，所述兩個半導體激光器之間設有刀鋒直角反射鏡，半導體激光器發出的光束在所述刀鋒直角反射鏡處合束，所述第一階梯熱沉和所述第二階梯熱沉之間設有反射鏡，所述反射鏡與所述刀鋒直角反射鏡的位置相對應且具有兩個反射面以用于所述第一階梯熱沉和所述第二階梯熱沉上半導體激光束快軸方向上的合束，所述反射鏡的出光束方向上依次設有擴束鏡和聚焦鏡。

進一步的，每個半導體激光器與所述刀鋒直角反射鏡之間設有準直鏡，所述準直鏡為快軸準直鏡和/或慢軸準直鏡。

進一步的，所述刀鋒直角反射鏡的兩個直角面分別與對應激光束的慢軸方向呈45度角。

進一步的，所述兩個直角面上設有反射膜。

進一步的，所述反射鏡為直角三角反射棱鏡或平面反射鏡。

進一步的，所述聚焦鏡為三片式消球差聚焦鏡或非球面聚焦鏡，或包括快軸聚焦鏡和慢軸聚焦鏡。

進一步的，所述底板的下方設有水冷散熱塊。

與現有技術相比，本實用新型的優點是：

采用本實用新型的技術方案，采用半導體激光器的階梯狀排布及刀鋒直角反射鏡的運用，將光束進行二維排布，實現光束快軸方向和慢軸方向的疊加，克服了光纖尺寸與數值孔徑的限制，提高了光纖耦合輸出功率，降低了聚焦鏡設計與制造的難度。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型新型多單管半導體激光器光纖耦合模塊實施例的結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例中階梯熱沉的結構示意圖；

圖3為本實用新型實施例光路俯視示意圖；

其中：

1、底板；2、第一階梯熱沉；3、第二階梯熱沉；4、半導體激光器；5、刀鋒直角反射鏡；6、快軸準直鏡；7、慢軸準直鏡；8、反射鏡；9、擴束鏡；10、聚焦鏡；11、水冷散熱塊；F、階梯面。

具體實施方式