CN103545717A - 一种基于偏振旋转合束的高功率半导体激光光源系统 - Google Patents

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刘晖
王敏
宋涛
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Abstract

本发明提供一种基于偏振旋转合束的高功率半导体激光光源系统。该高功率半导体激光光源系统中，在半导体激光器叠阵出光方向设置有双折射晶体，所述的双折射晶体对o光透射，对e光折射；所述的半导体激光器叠阵具有多个巴条，所有巴条的偏振态一致，均发出e光或者o光，并整体划分为A、B两组；在A组巴条与双折射晶体之间上设置有二分之一玻片，该二分之一玻片能够将e光旋转成o光或者将o光旋转成e光，使得A组巴条的激光经双折射晶体沿直线透射，B组巴条的激光经双折射晶体发生折射后与A组巴条的激光空间合束。本发明光学系统结构简明，选用偏振态一致的半导体激光器叠阵，加工方便，实现成本较低。

Description

一种基于偏振旋转合束的高功率半导体激光光源系统
技术领域
本发明属于激光技术应用领域，涉及一种高功率半导体激光光源系统。
背景技术
高功率半导体激光器具有体积小、重量轻、效率高、寿命长等优点，已广泛用于激光加工、激光医疗、激光显示及科学研究领域，成为新世纪发展快、成果多、学科渗透广、应用范围大的核心器件。
半导体激光器正朝着高功率的方向发展，尤其在激光加工等领域，半导体激光器的千瓦级连续输出已成为必然需求。并且随着对加工件的加工深度增大，更高输出功率的半导体激光器急需研制。通常采用多光束合束的方法来提高半导体激光器输出功率，目前多光束合束方法主要包括波长合束、偏振合束、空间合束等。其中波长合束技术具有输出光光谱宽，不适合激光加工中加工件对窄光谱吸收的要求；偏振合束技术通常使用镀有偏振膜的玻璃片来实现多光束合束，其中镀膜费用高，要求精度高等；空间合束技术主要涉及多光束经过复杂的光学系统进行光束传输和精密机械系统进行光学元器件的控制，最终实现多光束空间上的重合，但是此种技术光学系统复杂，机械系统控制精度要求高，会导致光束空间重合程度偏移较大。
发明内容
为克服背景技术存在的上述缺陷，本发明提供一种基于偏振旋转合束的高功率半导体激光光源系统。
本发明的技术方案如下：
一种基于偏振旋转合束的高功率半导体激光光源系统，包括半导体激光器叠阵，在半导体激光器叠阵出光方向设置有双折射晶体，所述的双折射晶体对o光沿直线透射，对e光折射；所述的半导体激光器叠阵具有多个巴条，所有巴条的偏振态一致，均发出e光或者o光，并整体划分为A、B两组；在A组巴条与双折射晶体之间上设置有二分之一玻片，该二分之一玻片能够将e光或者o光旋转成o光或者e光，使得A组巴条的激光经双折射晶体沿直线透射，B组巴条的激光经双折射晶体发生双折射后与A组巴条的激光空间合束。
上述A组巴条与B组巴条可以设置为数量相等。
参照上述方案，本发明也可以选择两个半导体激光器叠阵，其中一个相当于上述方案中的A组巴条，另一个相当于B组巴条。即：
该基于偏振旋转合束的高功率半导体激光光源系统，包括两个均发出e光或者o光的半导体激光器叠阵，两个半导体激光器叠阵的出光面平齐或平行，在这两个半导体激光器叠阵整体的出光方向设置有双折射晶体，所述的双折射晶体对o光沿直线透射，对e光折射；在第一半导体激光器叠阵与双折射晶体之间上设置有二分之一玻片，该二分之一玻片能够将e光或者o光旋转成o光或者e光，使得第一半导体激光器叠阵的激光经双折射晶体透射，第二半导体激光器叠阵的激光经双折射晶体发生双折射后与第一半导体激光器叠阵的激光空间合束。
相应的，两个半导体激光器叠阵的巴条也可以设置为数量相等。
本发明具有以下优点：
本发明光学系统结构简明，仅利用二分之一玻片和双折射晶体两种光学器件，即实现了高功率激光输出。并且，该两种光学器件无需进行特殊的镀膜；放置位置可紧靠半导体激光器，使得系统体积较小。
本发明选用偏振态一致的半导体激光器叠阵，加工方便，实现成本较低。
附图说明
图1为本发明的的示意图。
附图标号说明：
1-半导体激光器叠阵A组巴条；2-半导体激光器叠阵B组巴条；3-二分之一玻片；4-双折射晶体；5-半导体激光器叠阵。
具体实施方式
如图1所示，用于半导体激光加工的高功率半导体激光器光源系统，包括半导体激光器叠阵5，双折射晶体4。半导体激光器叠阵5具有多个巴条，所有巴条的偏振态一致，均发出e光，并整体划分为A、B两组；在A组巴条1激光出射方向设置二分之一玻片3，使得A组巴条1经过后每个巴条发出的激光进行旋转成O光；在半导体激光器叠阵5出光方向设置双折射晶体4，该双折射晶体4对O光透射，对e光折射。A组巴条1发出的e光经二分之一玻片旋转为O光经过双折射晶体4进行透射，B组巴条2发出的e光经过双折射晶体4进行折射，适应性调整半导体激光器叠阵5与双折射晶体4之间的距离，即能够保证两束光进行合束。
参照上述方案，本发明也可以选择两个半导体激光器叠阵，其中一个相当于上述方案中的A组巴条，另一个相当于B组巴条。

Claims (4)

1.一种基于偏振旋转合束的高功率半导体激光光源系统，包括半导体激光器叠阵，其特征在于：在半导体激光器叠阵出光方向设置有双折射晶体，所述的双折射晶体对o光透射，对e光折射；所述的半导体激光器叠阵具有多个巴条，所有巴条的偏振态一致，均发出e光或者o光，并整体划分为A、B两组；在A组巴条与双折射晶体之间上设置有二分之一玻片，该二分之一玻片能够将e光旋转成o光或者将o光旋转成e光，使得A组巴条的激光经双折射晶体沿直线透射，B组巴条的激光经双折射晶体发生折射后与A组巴条的激光空间合束。
2.根据权利要求1所述的基于偏振旋转合束的高功率半导体激光光源系统，其特征在于：所述A组巴条与B组巴条数量相等。
3.一种基于偏振旋转合束的高功率半导体激光光源系统，其特征在于：包括两个均发出e光或者o光的半导体激光器叠阵，两个半导体激光器叠阵的出光面平齐或平行，在这两个半导体激光器叠阵整体的出光方向设置有双折射晶体，所述的双折射晶体对o光沿直线透射，对e光折射；在第一半导体激光器叠阵与双折射晶体之间上设置有二分之一玻片，该二分之一玻片能够将e光旋转成o光或者将o光旋转成e光，使得第一半导体激光器叠阵的激光经双折射晶体沿直线透射，第二半导体激光器叠阵的激光经双折射晶体发生折射后与第一半导体激光器叠阵的激光空间合束。
4.根据权利要求4所述的基于偏振旋转合束的高功率半导体激光光源系统，其特征在于：两个半导体激光器叠阵的巴条数量相等。
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