[實用新型]一種雙端光纖耦合輸出的半導體激光器及激光系統

有效

• 申請號: 201520913363.4
• 申請日: 2015-11-17
• 公開（公告）號: CN205122994U
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 王本平
• 申請（專利權）人: 山東圣達激光科技有限公司
• 主分類號: H01S5/06
• 分類號: H01S5/06;H01S5/024;H01S5/022
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 崔同磊

技術領域

本實用新型涉及一種雙端光纖耦合輸出的半導體激光器及激光系統，屬于激光技術領域。

背景技術

近年來光纖激光器技術迅猛發展，半導體激光器作為泵浦源具有轉換效率高、壽命長、體積小、重量輕、可靠性高等優點，受到了較多的重視。

小功率脈沖/連續光纖激光器作為激光市場重要的組成部分逐步朝著低成本、小型化、高功率的方向轉變。一般來講，小功率脈沖/連續光纖激光器由主震-放大（MOPA）結構組成。受限于放大器（PA）耦合器單臂承受功率，通常采用（2+1）*1耦合器將兩個相同的單管或多單管半導體激光器輸出光耦合進放大系統。

如圖1所示，種子源101射出的激光經耦合器104進入摻Yb雙包層光纖105，最終由輸出頭106輸出。兩個單端輸出半導體激光器102作為放大器的泵浦源，兩塊電源電路板103分別為兩個泵浦管提供電能。這種方式較為簡單直接，但是存在兩個泵浦管占用較大空間、封裝成本及電路成本偏高、生產實際操作復雜等缺點。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題在于針對上述半導體激光器模塊的缺點，提供一種體積小、成本低、性能可靠的雙端光纖耦合輸出的半導體激光器。

為了解決上述問題，本實用新型采用以下技術方案：

一種雙端光纖耦合輸出的半導體激光器，包括具有一個臺階熱沉的封裝殼體，封裝殼體的臺階熱沉上焊接有若干個單管激光器芯片，通過調整光路或借助分光器件將若干個單管激光器芯片發出的光線實現兩路激光輸出。

以下是本實用新型對上述方案的進一步優化：

若干個單管激光器芯片按照一定排列方式焊接在至少一個高度依序升高的多臺階熱沉上。

若干個單管激光器芯片一一對應同軸設置有快軸準直透鏡、慢軸準直透鏡和反光鏡，所述若干個單管激光器芯片的出光方向一致，出射激光先后經過快軸準直透鏡和慢軸準直透鏡，整形后激光光束的發散角得到不同程度的減小。所述每個反光鏡均與水平方向呈45±5°角設置。

封裝殼體上處在反射鏡的射出方向的位置設置有會聚透鏡和激光輸出單元，來自會聚透鏡的光束從輸出單元對應的光纖輸入端耦入，經激光輸出單元對應的光纖輸出端輸出。

進一步優化：該激光輸出單元為1*2光纖分束器。

進一步優化：所述每個會聚透鏡都鍍有對單管激光器芯片出射激光高透的增透膜。

進一步優化：所述激光輸出單元的輸出光纖上都刻有對激光器系統波長高反、半導體激光器波長高透的光柵。

另一種優化方案：在反射鏡的出射光路上安裝一以一定能量比例分屬的偏振無關分光鏡，封裝殼體上處在偏振無關分光鏡的兩個出射光路上分別設置有一個會聚透鏡和激光輸出單元。

進一步優化：該激光輸出單元為獨立的兩根光纖。

另一種優化方案：在垂直于一組同向設置的單管激光器芯片的輸出方向上間隔一定距離設置相互平行的兩排反光鏡，反光鏡偏轉角度一致；每排反射鏡的光線射出方向的位置分別對應設置有一個會聚透鏡和激光輸出單元。

進一步優化：該激光輸出單元為獨立的兩根光纖。

另一種優化方案：兩組鏡像設置的單管激光器芯片中間分別一一對應設置兩排反射鏡，每個反光鏡與水平方向成45±5°角，相鄰兩個反光鏡的夾角為90±10°，每排反射鏡的光線射出方向的位置分別對應設置有一個會聚透鏡和激光輸出單元。

進一步優化：該激光輸出單元為獨立的兩根光纖。

本實用新型的另一個實用新型目的是提供一種激光系統，該激光系統采用上述雙端光纖耦合輸出的半導體激光器。

本實用新型所提出的雙端光纖耦合輸出的半導體激光器，可以代替傳統的兩個功率與之相等的單端輸出的半導體激光器，可減小PA泵浦源約20%的體積、降低泵浦源約10%的成本，更能適應小功率脈沖/連續激光器朝小型化、低成本方向發展的需求。

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

附圖說明

附圖1是本實用新型背景技術中傳統MOPA激光器系統（PA：（2+1）*1耦合器）圖；

附圖2是本實用新型實施例1的結構示意圖；

附圖3是本實用新型實施例2的結構示意圖；

附圖4是本實用新型實施例3的結構示意圖；

附圖5是本實用新型實施例4的結構示意圖；

附圖6是本實用新型實施例1-4中的半導體激光器應用在激光系統中的結構原理圖。