[發明專利]一種布拉格光柵外腔半導體激光器模塊合束裝置

有效

• 申請號: 202011415356.3
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112531462B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 孫舒娟;俞浩;王俊;虞天成
• 申請（專利權）人: 蘇州長光華芯光電技術股份有限公司;蘇州長光華芯半導體激光創新研究院有限公司
• 主分類號: H01S5/40
• 分類號: H01S5/40;H01S5/14
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 項凱

1.一種布拉格光柵外腔半導體激光器模塊合束裝置，其特征在于，包括：

至少一個發光模塊(1)，所述發光模塊(1)包括至少兩個間隔設置的用于發射激光的發光單元；

至少一個傳導光纖(2)，設在所述發光模塊(1)的輸出光路上，用于將所述發光模塊(1)發射的激光進行耦合并傳導輸出；

一個布拉格光柵(3)，設在所述傳導光纖(2)的輸出光路上，所述布拉格光柵(3)和所述發光模塊(1)的輸出端構成外腔，經所述傳導光纖(2)輸出的激光垂直入射至布拉格光柵(3)的入射端面，部分透射經過所述布拉格光柵(3)進行輸出，部分反射作為反饋光沿原路返回至所述發光模塊(1)內實現波長鎖定；

其中傳導光纖(2)的芯徑R與傳導光纖(2)的輸出端面(21)和布拉格光柵(3)的入射端面(31)之間的距離L之間滿足關系式：

R≥r₁+2αL；其中r₁≥0，α表示的是傳導光纖(2)的輸出端面(21)上與傳導光纖中心的距離為r₁的位置處的輸出光束的發散角，α小于傳導光纖的輸出光束的最大發散角。

2.根據權利要求1所述的一種布拉格光柵外腔半導體激光器模塊合束裝置，其特征在于，所述布拉格光柵(3)的入射端面與所述傳導光纖(2)的光軸垂直。

3.根據權利要求1或2所述的一種布拉格光柵外腔半導體激光器模塊合束裝置，其特征在于，所述發光單元為半導體激光器單管芯片，所述發光模塊(1)為由至少兩個呈臺階布置的半導體激光器單光芯片形成的單管模塊；或

所述發光單元為半導體激光器線陣，所述發光模塊(1)為由至少兩個半導體激光器線陣沿快軸方向或慢軸方向堆棧而成的疊陣模塊。

4.根據權利要求3所述的一種布拉格光柵外腔半導體激光器模塊合束裝置，其特征在于，所述合束裝置還包括：

光束整形元件(5)，設于所述單管芯片的輸出光路或所述疊陣模塊的輸出光路上；

耦合元件(6)，設置在所述傳導光纖(2)的輸入端，用于將經所述光束整形元件(5)準直的光束聚焦至所述傳導光纖(2)。

5.根據權利要求4所述的一種布拉格光柵外腔半導體激光器模塊合束裝置，其特征在于，所述合束裝置還包括：

準直透鏡，設置在所述傳導光纖(2)和所述布拉格光柵(3)之間，所述耦合元件與所述傳導光纖(2)的輸入端的各個光束的相對位置關系和所述傳導光纖(2)的輸出端與所述準直透鏡的輸入端的各個光束的相對位置關系一致。

6.根據權利要求1或2所述的一種布拉格光柵外腔半導體激光器模塊合束裝置，其特征在于，所述發光模塊(1)包括至少兩個，至少兩個所述發光模塊(1)并排間隔排布；

任一所述發光模塊(1)的輸出端對應設有一個所述傳導光纖(2)，所有所述傳導光纖(2)的光軸一致。

7.根據權利要求6所述的一種布拉格光柵外腔半導體激光器模塊合束裝置，其特征在于，

沿所述傳導光纖(2)的排布方向上，所述布拉格光柵(3)的長度不小于所有所述傳導光纖(2)的芯徑與所有所述傳導光纖(2)之間的間距之和。

8.根據權利要求7所述的一種布拉格光柵外腔半導體激光器模塊合束裝置，其特征在于，

在垂直于所述傳導光纖(2)的排布方向上，所述布拉格光柵(3)的高度不小于所述傳導光纖(2)的芯徑之和；或

在垂直于所述傳導光纖(2)的排布方向上，所述布拉格光柵(3)的高度不小于所有所述傳導光纖(2)的芯徑與所有所述傳導光纖(2)之間的間距之和。

9.根據權利要求6所述的一種布拉格光柵外腔半導體激光器模塊合束裝置，其特征在于，還包括：

準直元件，設置于所述傳導光纖(2)的輸出端面(21)與所述布拉格光柵(3)的入射端面(31)之間，用于將所述傳導光纖(2)輸出的光束形成垂直于所述布拉格光柵(3)的入射端面(31)的平行光束。

10.根據權利要求9所述的一種布拉格光柵外腔半導體激光器模塊合束裝置，其特征在于，所述準直元件包括：

第一準直元件(41)，設置于所有所述傳導光纖(2)的輸出端面；

第二準直元件(42)，設置于所述第一準直元件(41)與所述布拉格光柵(3)之間，由多個與所述傳導光纖一一對應的并沿所述傳導光纖的排布方向設置的準直單元構成。