[發(fā)明專利]半導(dǎo)體激光振蕩器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580046559.0
• 申請日: 2015-10-13
• 公開（公告）號: CN107078461B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 臼田香織;緒方稔
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社天田控股集團(tuán);朗美通運營有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01S5/068
• 分類號: H01S5/068;B23K26/00;H01S5/40
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 曾賢偉;郝慶芬

一種半導(dǎo)體激光振蕩器(11),具備由多個組構(gòu)成的二極管單元(11u)，其中，由串聯(lián)連接的多個激光二極管構(gòu)成一個組。二極管單元(11u)具有鎖定為多個波長的波長鎖定機構(gòu)。半導(dǎo)體激光振蕩器(11)還具備：控制部(114)，其與波長鎖定效率的特性對應(yīng)地分別控制向所述多個組中的每個組的激光二極管的輸入電流，并且將所述二極管單元(114)整體的輸出控制為被要求的輸出。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種射出激光的半導(dǎo)體激光振蕩器。

背景技術(shù)

以往，半導(dǎo)體激光振蕩器多用于激發(fā)固體激光和光纖激光的目的，隨著高亮度化的實現(xiàn)，直接用于加工的直接二極管激光(DDL)的加工機越來越普及。作為DDL振蕩器，有使用多個高輸出的單發(fā)射器的激光二極管的振蕩器。這種DDL振蕩器射出鎖定為多個波長并與波長光束結(jié)合的激光。

由單發(fā)射器的激光二極管構(gòu)成的DDL振蕩器中，通常將多個激光二極管分為多個組，并控制成流經(jīng)每個組的電流值相同。在一個組中，例如串聯(lián)連接有30～40個激光二極管。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2012-174720號公報

發(fā)明內(nèi)容

在DDL振蕩器中，通過結(jié)合光譜光束達(dá)到高輸出、高亮度的目的。為實現(xiàn)多個波長的激光的光譜光束結(jié)合，需要將各波長的光譜設(shè)為窄帶。為此，DDL振蕩器借助外部共振器將激光鎖定為多個期望的波長。

此時，波長鎖定效率越高，越能有效地進(jìn)行光譜光束結(jié)合，從而可以得到高效的激光輸出。為了提高波長鎖定效率，需要選定進(jìn)行接近各鎖定波長的振蕩的最佳激光二極管材料。然而，制作激光二極管時，使所有鎖定波長材料各異是不現(xiàn)實的。

因此，通常對各鎖定波長分配由多種材料制成的激光二極管，以使波長鎖定效率至少在高輸出時高。

激光二極管所具有的特性是，隨著溫度上升1℃，射出的激光的波長向長波長側(cè)移動0.25～0.3nm左右。從而，若增加激光二極管的輸出，則發(fā)熱量增加、溫度上升，因此射出的激光的波長向長波長側(cè)移動。從而，依照高輸出時調(diào)整波長的材料所存在的問題是，波長鎖定效率即使在高輸出時高，但低輸出時波長會向低波長側(cè)移動，因此有時難以維持高的波長鎖定效率。

激光輸出相對于未進(jìn)行波長鎖定的通常的激光二極管的輸入電流成線性。但是，越為激光二極管注入高電流而實現(xiàn)高輸出化，與低輸出時的溫度差就變得越大，波長移動量也隨之變大，因而存在著波長鎖定時低輸出時的效率變低的傾向。由于這個原因，激光輸出相對于DDL振蕩器的各個組的激光二極管的輸入電流的關(guān)系不會成線性，而是具有在低輸出時呈下凸曲線狀的特性。

波長鎖定效率低、在鎖定波長之外的波長振蕩的激光，偏離原來的光軸，從而增加應(yīng)射出的激光的損耗。于是，該損耗引發(fā)半導(dǎo)體激光振蕩器內(nèi)部的發(fā)熱和傳輸光纖入射部的局部發(fā)熱。因而，無法最大限地發(fā)揮半導(dǎo)體激光振蕩器的性能。

本實施方式的目的在于提供一種在通過波長鎖定而進(jìn)行光譜光束結(jié)合的半導(dǎo)體激光振蕩器中，即使在低輸出時也能維持高效率的波長鎖定的半導(dǎo)體激光振蕩器。

根據(jù)本實施方式的一方式，提供一種半導(dǎo)體激光振蕩器，其特征在于，包括由多個組并聯(lián)連接而構(gòu)成二極管單元，其中，由串聯(lián)連接的多個激光二極管構(gòu)成一個組，所述半導(dǎo)體激光振蕩器還具備：控制部，其與波長鎖定效率的特性對應(yīng)地分別控制向所述多個組中的每個組的激光二極管的輸入電流，并且將所述二極管單元整體的輸出控制為被要求的輸出。

根據(jù)本實施方式的半導(dǎo)體激光振蕩器，在通過波長鎖定而進(jìn)行光譜光束結(jié)合的半導(dǎo)體激光振蕩器中，即使在低輸出時也能維持高效率的波長鎖定。

附圖說明

圖1是表示具備一實施方式的半導(dǎo)體激光振蕩器的激光加工機的整體結(jié)構(gòu)的立體圖。