[發明專利]半導體激光器裝置

在審

• 申請號: 202010888281.4
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111969416A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 何曉光;郝亮;劉瑞
• 申請（專利權）人: 南京鐳芯光電有限公司
• 主分類號: H01S5/40
• 分類號: H01S5/40
• 代理公司: 北京三環同創知識產權代理有限公司 11349
• 代理人: 趙勇;何洋

本發明公開了一種半導體激光器裝置，其包括：至少兩個激光器發光單元；光束整形組件，至少兩個激光器發光單元復用一組光束整形組件，以便通過一組光束整形組件對至少兩個激光器發光單元分別發出的激光光束進行整形；光纖耦合器；以及至少兩根光纖，至少兩個激光器發光單元分別發出的激光光束經過一組光束整形組件處理后通過光纖耦合器分別耦合進至少兩根光纖；其中，光纖的數量等于激光器發光單元的數量。在本發明的半導體激光器裝置中，多個激光器發光單元復用一組光束整形組件，使得該半導體激光器裝置的整體重量和體積明顯減小，生產該半導體激光器裝置的器件成本和工時成本明顯降低，封裝的可靠性得以提高。

技術領域

本發明涉及激光器技術領域，具體而言，其涉及一種半導體激光器裝置。

背景技術

高功率的半導體激光器裝置作為激光加工技術領域的核心部件，其封裝與制備十分重要。封裝質量會直接影響激光器的光譜參數、光電參數、可靠性以及工作壽命。并且，隨著封裝制造技術的發展，對封裝的體積的小型化或封裝的輕量化、生成效率及良品率都有嚴苛的要求。

在現有技術中，空間合束的半導體激光器裝置主要是使單個半導體激光器發光單元出射光依次經過快軸準直透鏡(FAC)、慢軸準直透鏡(SAC)、反射鏡、光纖耦合器(FOC)的整形和耦合，然后進入光纖以實現整個耦合過程。為了達到更高功率輸出的要求，在快軸方向以臺階方式實現多個半導體激光器發光單元的堆疊，每個半導體激光器發光單元分別對應自己的FAC、SAC和反射鏡，最后經過FOC合束進入同一根光纖。

在這種封裝形式中，每個半導體激光器發光單元通過自己對應的光學器件鏈路耦合進入光纖，導致在整個結構內設置了大量的重復的光學元件，半導體激光器發光單元彼此之間無法共享光學元件，造成器件成本和工時成本很難壓縮。并且，由于器件多，封裝的可靠性、體積、重量都難以控制在理想的狀態，不符合下游應用對半導體激光器的封裝的需求。

發明內容

鑒于現有技術中的半導體激光器裝置所存在的上述問題，本發明目的在于提供一種能夠復用光路的高功率的空間合束的半導體激光器裝置。

本發明實施方式提供了一種半導體激光器裝置，其包括：至少兩個激光器發光單元；光束整形組件，所述至少兩個激光器發光單元復用一組所述光束整形組件，以便通過一組所述光束整形組件對所述至少兩個激光器發光單元分別發出的激光光束進行整形；光纖耦合器；以及至少兩根光纖，所述至少兩個激光器發光單元分別發出的激光光束經過一組所述光束整形組件處理后通過所述光纖耦合器分別耦合進所述至少兩根光纖；其中，所述光纖的數量等于所述激光器發光單元的數量。

在一些實施方式中，所述至少兩個激光器發光單元分別發出的激光光束具有相同的傳播方向和相同的發散角度。例如，所述激光器發光單元通過分切半導體激光器Bar條制得。

在一些實施方式中，所述光束整形組件包括快軸準直透鏡和慢軸準直透鏡。

在一些實施方式中，所述至少兩個激光器發光單元與其復用的一組所述光束整形組件作為一個模塊，所述模塊還包括反射鏡，用于改變經過一組所述光束整形組件處理后的激光光束的方向，其中，所述半導體激光器裝置包括多個所述模塊。

在一些實施方式中，多個所述模塊配置成使從各個所述模塊的激光器發光單元到所述光纖的光程相等。

在一些實施方式中，多個所述模塊在水平方向上的間距相同，所述間距大于第一值，所述第一值表示離開所述反射鏡的光束的橢圓形截面形狀的長軸長度。

在一些實施方式中，多個所述模塊在快軸方向上呈階梯布置，相鄰的所述模塊之間在快軸方向上的臺階高度相同，所述臺階高度大于第二值，所述第二值表示離開所述反射鏡的光束的橢圓形截面形狀的短軸長度。