[發(fā)明專利]一種基于非對稱光束整形的半導體激光模塊

有效

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• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN106887786B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發(fā)明（設計）人: 林學春;趙鵬飛;武玉龍;董智勇;于海娟;劉燕楠;張玲
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01S5/00
• 分類號: H01S5/00;H01S5/024;G02B27/09
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本發(fā)明公開了一種基于非對稱光束整形的半導體激光模塊，包括半導體激光器疊陣(2個)、半波片、偏振片、切割鏡片、整形鏡片、水冷底板、水冷擋板、殼底熱沉、保護罩和上蓋板。通過對半導體激光疊陣先進行偏振合束合為一束光，再對合束的光束進行非對稱光束整形，最后實現(xiàn)輸出功率大于2kW，快慢軸光束質量之和小于60mm·mrad的半導體激光模塊。

技術領域

本發(fā)明屬于半導體激光器技術領域，具體涉及一種基于非對稱光束整形的半導體激光模塊。

背景技術

半導體激光器具有重量輕、體積小、效率高、可靠性好、壽命長等優(yōu)點，已廣泛應用于各個不同領域，比如：作為光纖激光器或固體激光器的泵浦源，用于醫(yī)療領域、工業(yè)加工、軍事領域和科學研究等。

在激光熔覆、激光焊接、激光切割等行業(yè)使用半導體激光器時，對其光束質量有很高的要求。

由于半導體激光器快慢軸方向的光束質量相差較大，表現(xiàn)在快軸方向的光束質量接近衍射極限，而慢軸方向的光束質量是衍射極限的幾百倍以上，將激光光束耦合進標準光纖需要通過光束整形技術來勻化快慢軸方向的光束質量。

發(fā)明內容

(一)要解決的技術問題

本發(fā)明的目的是為解決半導體激光疊陣快慢軸方向光束質量相差較大，提供一種基于非對稱光束整形的半導體激光模塊來勻化快慢軸方向的光束質量。

(二)技術方案

一種基于非對稱光束整形的半導體激光模塊，包括：光源、偏振合束組件、非對稱光束整形組件；

光源發(fā)出的光經(jīng)過偏振合束組件，偏振合束后的合束光經(jīng)非對稱光束整形組件進行光束切割和光束重排，得到非對稱光束整形后的輸出光。

優(yōu)選地，所述非對稱光束整形組件包括：切割鏡片；所述合束光的一部分光束經(jīng)過切割鏡片并沿快軸方向平移，作為C光；另一部分光束不經(jīng)過切割鏡片，無損耗直接通過，作為D光。

優(yōu)選地，所述非對稱光束整形組件還包括：整形鏡片；所述C光入射至整形鏡片，沿慢軸方向平移并與D光合束，得到非對稱光束整形后的輸出光。

優(yōu)選地，所述光源包括：第一半導體激光器疊陣、第二半導體激光器疊陣和半波片；所述第一半導體激光器疊陣和第二半導體激光器疊陣平行放置，所述半波片位于第一半導體激光器疊陣發(fā)光面的前端，所述第一半導體激光器疊陣發(fā)出的激光經(jīng)過半波片后由P光轉變?yōu)镾光。

優(yōu)選地，所述偏振合束組件包括：第一偏振片和第二偏振片；

經(jīng)過半波片后的S光經(jīng)第一偏振片反射，反射后的光與第二半導體激光器疊陣發(fā)出的激光經(jīng)第二偏振片實現(xiàn)偏振合束。

優(yōu)選地，所述切割鏡片包括與快軸方向傾斜放置的長方體棱鏡。

優(yōu)選地，所述整形鏡片包括多個平行平板沿快軸方向疊加而成的棱鏡陣列。

優(yōu)選地，還包括：溫濕度電路板和/或漏水檢測線；所述溫濕度電路板用于檢測半導體激光模塊內部的溫度和濕度。

優(yōu)選地，還包括：水冷底板、水冷擋板、殼底熱沉、保護罩和上蓋板；

所述第一半導體激光器疊陣、第二半導體激光器疊陣、水冷底板和保護罩設置于殼底熱沉上；

所述半波片、第一偏振片、第二偏振片、切割鏡片和整形鏡片設置于水冷底板上；

所述水冷擋板固定在水冷底板上；

所述上蓋板設置在保護罩上。

優(yōu)選地，所述保護罩上設置通氣孔，用于使半導體激光模塊內部保持干燥；和/或，