[實用新型]一種一體式封裝的激光器模塊及光纖激光器

有效

• 申請號: 202320262736.0
• 申請日: 2023-02-13
• 公開（公告）號: CN219226877U
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 余彥武;閆雪亮
• 申請（專利權）人: 深圳光秒傳感科技有限公司
• 主分類號: H01S3/0941
• 分類號: H01S3/0941;H01S3/042;H01S3/02;H01S3/067;H01S3/106;H01S3/091
• 代理公司: 深圳市智勝聯合知識產權代理有限公司 44368
• 代理人: 王月

本申請提供了一種一體式封裝的激光器模塊及光纖激光器，包括封裝外殼、溫度調節元件、種子激光器芯片和至少一個泵浦激光器芯片，所述溫度調節元件、所述種子激光器芯片和所述泵浦激光器芯片均設于所述封裝外殼的內部；所述種子激光器芯片和所述泵浦激光器芯片分別在其發出激光的一側設有對應的透鏡組，并且所述透鏡組、所述種子激光器芯片和所述泵浦激光器芯片均設于所述溫度調節元件對應的區域。通過將占激光器總成本的80％以上的種子源和泵浦源全部集成在同一個殼體內，在大大減小了系統體積的同時，還能使系統的可靠性也大大提升，大幅降低激光器的物料成本和體積。

技術領域

本申請涉及激光器領域，特別是一種一體式封裝的激光器模塊及光纖激光器。

背景技術

現有的激光雷達使用的是傳統的小型光纖激光器，為實現高峰值功率和高脈沖能量輸出，通常采用主振蕩功率放大(MOPA)結構的光纖激光器，即由脈沖種子源加多級光纖放大組成，包含很多器件模塊并由其組裝而成。

圖1是常見的MOPA結構光纖激光器的結構示意圖，種子源通過外部電路調制驅動產生穩定的光脈沖。輸出的較小功率的光脈沖信號經過具有一定耦合比例的耦合器被分成兩部分，一部分接入光電探測器(PD)，用于檢測脈沖的工作狀態，另一部分進入后端的光纖放大器。由于種子光輸出功率較小無法實現直接放大，因此在主放大之前加入一級預放大，以保證在進入主放大之前有足夠的信號光。預放大部分采用單模摻鉺光纖作為增益介質，通過波分復用器將泵浦光耦合進增益介質進行信號光放大。主放大部分采用雙包層鉺鐿共摻光纖作為增益介質，大功率泵浦源通過波長耦合器耦合進入增益介質對預放大的信號光進行二次放大，從而進一步提高信號光能量。種子源、預放大和主放大之間均加入光纖隔離器，防止回返光對前一級系統產生干擾以及對前一級元件造成損壞。整體光學系統采用全光纖鏈路，各個光纖器件和不同種類光纖之間通過熔接來連接。

上述結構分立器件多，組裝工藝復雜，整體體積大，而且由于各器件單獨封裝，成本較高。為此，為了更好地應用于發展迅猛的激光雷達領域，急需提出一種較低的成本、較小的體積、較低的裝配難度和/或較高的安全可靠性的高功率的激光器模塊及光纖激光器。

實用新型內容

鑒于所述問題，提出了本申請以便提供克服所述問題或者至少部分的解決所述問題的一種一體式封裝的激光器模塊及光纖激光器，包括：

一種一體式封裝的激光器模塊，包括封裝外殼、溫度調節元件、種子激光器芯片和至少一個泵浦激光器芯片，所述溫度調節元件、所述種子激光器芯片和所述泵浦激光器芯片均設于所述封裝外殼的內部；

所述種子激光器芯片和所述泵浦激光器芯片分別在其發出激光的一側設有對應的透鏡組，并且所述透鏡組、所述種子激光器芯片和所述泵浦激光器芯片均設于所述溫度調節元件對應的區域。

優選地，所述種子激光器芯片和所述泵浦激光器芯片分別與驅動電路連接，所述驅動電路設于所述溫度調節元件對應的區域。

優選地，所述溫度調節元件為熱沉或半導體制冷器。

一種光纖激光器，包括上述的一體式封裝的激光器模塊，所述激光器模塊包括一個所述泵浦激光器芯片，其中，所述封裝外殼外依次連接有第一隔離器、第一耦合器和第一增益介質；

當所述種子激光器芯片經其對應的透鏡組發出的激光經過所述第一隔離器后，與所述泵浦激光器芯片經其對應的透鏡組發出的激光一起進入所述第一耦合器，合光后在所述第一增益介質中進行信號光放大。

優選地，所述光纖激光器還包括第二隔離器，所述第二隔離器與所述第一增益介質的輸出端連接。

優選地，所述第一增益介質為雙包層鉺鐿共摻光纖。