CN111146682B - 一种光纤耦合半导体激光器模块及半导体激光器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及激光技术领域，提供一种光纤耦合半导体激光器模块及半导体激光器，所述半导体激光器模块包含若干个光路单元，每个光路单元包括一个半导体激光芯片、一个快轴准直透镜、一个慢轴准直透镜和一个热沉底座，每个光路单元发出的光的光路上均设置一个与之对应的空间光栅型反射镜，所述空间光栅型反射镜位于多层带状光纤的纤芯层中，不同纤芯层中刻写的空间光栅型反射镜沿着多层带状光纤的长度方向排列，且在多层带状光纤的长度方向上的位置均不发生重合，多束激光束沿着多层带状光纤的长度方向各自独立传播，通过空间耦合或熔融拉锥的方式与输出光纤融成一体，减少了大量的空间微光学元件，结构紧凑，稳定性好、效率高，可大幅度降低成本。

Description

一种光纤耦合半导体激光器模块及半导体激光器
技术领域
本发明涉及激光技术领域，具体提供一种光纤耦合半导体激光器模块及半导体激光器。
背景技术
为获得更高的输出功率，光纤耦合输出的半导体激光模块一般由多个独立单芯片半导体激光器组成，这些独立的单芯片半导体激光器经由微光学元件的快轴和慢轴准直、方向偏转和重新排列、再经过空间透镜组耦合进入输出光纤中。如发明专利CN201510032646.2，美国专利8,483,531 B1，文献“X.H.Ma,et al.Beam shaping and fibercoupling of high power laser diode arrays,Prox.SPIE 5644,545(2005)”等，这些技术方案中采用的大量微光学元件使得半导体激光模块结构复杂、稳定性差，而且由于每一个微光学元件都必然带来一定的损耗，整个半导体激光模块的耦合效率难以提高。
另一类直接利用半导体激光阵列进行整形，然后通过空间透镜组耦合进入输出光纤的技术方案，依然避免不了昂贵的空间微光学整形元件，而且半导体激光阵列的光束弯曲(smile)和平行度(alignment)误差成为这一类光纤耦合输出半导体激光模块的技术瓶颈。如实用新型专利CN 201220367051.4，美国专利US 2005/0264893，文献“B.Faircloth,High-brightness high-power fiber coupled diode laser system for materialprocessing and laser pumping,Proc.SPIE 4973,34-41(2003)”等。
无论采用哪一类技术路线，空间微光学整形元件成为一个关键的器件，决定了半导体激光模块的复杂程度、稳定性和成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光纤耦合半导体激光器模块及半导体激光器，采用多层带状光纤将多个独立的半导体激光芯片的光束集成起来，通过空间耦合或熔融拉锥的方式与输出光纤融成一体，其中多层带状光纤作为主要激光传输线，取代现有技术中大量使用的微光学元件，减少了大量的空间微光学元件，结构紧凑，稳定性好、效率高，而且这种多层带状光纤可以用现成的光纤拉丝技术大规模的制造，大幅度降低成本。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种光纤耦合半导体激光器模块，所述半导体激光器模块包含若干个光路单元，每个光路单元包括一个半导体激光芯片1、一个快轴准直透镜2、一个慢轴准直透镜4和一个热沉底座11，其特征在于，每个光路单元发出的光的光路上均设置一个与之对应的由微孔34形成的空间光栅型反射镜33，所述空间光栅型反射镜33位于带状光纤3的纤芯层31中，所述带状光纤3为多层带状光纤，所述带状光纤3包括至少一层纤芯层31、和位于纤芯层两侧上的包层32，所述纤芯层31和位于纤芯层两侧上的包层32平行交替垒叠设置，每一层所述纤芯层31的两侧上都设有所述包层32，处于所述多层带状光纤3两侧最外部的为所述包层32，所述纤芯层31折射率为n1，所述包层32折射率为n2，所述纤芯层折射率n1大于所述包层折射率n2，所述若干个半导体激光芯片1设置在各自的所述热沉底座11上，所述快轴准直透镜2固定在所述半导体激光芯片1的光输出端，由多层带状光纤的所有纤芯层反射出的激光束经过所述慢轴准直透镜4进行慢轴准直。
进一步的，所述若干个半导体激光芯片1沿着所述多层带状光纤3的长度方向等距离或非等距离间隔排列，且所述半导体激光芯片1之间在多层带状光纤3的长度方向上的位置均不发生重合，所述不同纤芯层31中刻写的所述空间光栅型反射镜33之间沿着所述多层带状光纤3的长度方向排列，且在多层带状光纤3的长度方向上的位置均不发生重合。
优选的，所述空间光栅型反射镜33为全反射空间光栅型反射镜。
为实现本发明的目的，本发明还提供一种光纤耦合半导体激光器，其特征在于，包括聚焦透镜5以及能够输出激光束的半导体激光器模块，所述半导体激光器模块包含若干个光路单元，每个光路单元包括一个半导体激光芯片1、一个快轴准直透镜2、一个慢轴准直透镜4和一个热沉底座11，其特征在于，每个光路单元发出的光的光路上均设置一个与之对应的由微孔34形成的空间光栅型反射镜33，所述空间光栅型反射镜33位于带状光纤3的纤芯层31中，所述带状光纤3为多层带状光纤，所述带状光纤3包括至少一层纤芯层31、和位于纤芯层两侧上的包层32，所述纤芯层31和位于纤芯层两侧上的包层32平行交替垒叠设置，每一层所述纤芯层31的两侧上都设有所述包层32，处于所述多层带状光纤3两侧最外部的为所述包层32，所述纤芯层31折射率为n1，所述包层32折射率为n2，所述纤芯层折射率n1大于所述包层折射率n2，所述若干个半导体激光芯片1设置在各自的所述热沉底座11上，所述快轴准直透镜2固定在所述半导体激光芯片1的光输出端，由多层带状光纤的所有纤芯层反射出的激光束经过所述慢轴准直透镜4进行慢轴准直，所述聚焦透镜5用于将半导体激光器模块最后输出的多束激光束耦合成一束形成汇聚光。
进一步的，所述光纤耦合半导体激光器还包括台阶形基座和耦合光纤6，所述若干个半导体激光芯片1的所述热沉底座11设置在所述台阶形基座的每个不同的台阶上，所述聚焦透镜5固定在所述台阶形基座上，所述耦合光纤6位于汇聚光的光路上。
进一步的，所述若干个半导体激光芯片1沿着所述多层带状光纤3的长度方向等距离或非等距离间隔排列，且所述半导体激光芯片1之间在多层带状光纤3的长度方向上的位置均不发生重合，所述不同纤芯层31中刻写的所述空间光栅型反射镜33之间沿着所述多层带状光纤3的长度方向排列，且在多层带状光纤3的长度方向上的位置均不发生重合。
优选的，所述空间光栅型反射镜33为全反射空间光栅型反射镜。
为实现本发明的目的，本发明还提供一种光纤耦合半导体激光器，其特征在于，包括耦合光纤6、熔融拉锥光纤7以及能够输出激光束的半导体激光器模块，所述半导体激光器模块包含若干个光路单元，每个光路单元包括一个半导体激光芯片1、一个快轴准直透镜2、一个慢轴准直透镜4和一个热沉底座11，其特征在于，每个光路单元发出的光的光路上均设置一个与之对应的由微孔34形成的空间光栅型反射镜33，所述空间光栅型反射镜33位于带状光纤3的纤芯层31中，所述带状光纤3为多层带状光纤，所述带状光纤3包括至少一层纤芯层31、和位于纤芯层两侧上的包层32，所述纤芯层31和位于纤芯层两侧上的包层32平行交替垒叠设置，每一层所述纤芯层31的两侧上都设有所述包层32，处于所述多层带状光纤3两侧最外部的为所述包层32，所述纤芯层31折射率为n1，所述包层32折射率为n2，所述纤芯层折射率n1大于所述包层折射率n2，所述若干个半导体激光芯片1设置在各自的所述热沉底座11上，所述快轴准直透镜2固定在所述半导体激光芯片1的光输出端，所述熔融拉锥光纤7用于将半导体激光器模块最后输出的多束激光束耦合成一束形成汇聚光，最后耦合进入耦合光纤6中。
进一步的，所述若干个半导体激光芯片1沿着所述多层带状光纤3的长度方向等距离或非等距离间隔排列，且所述半导体激光芯片1之间在多层带状光纤3的长度方向上的位置均不发生重合，所述不同纤芯层31中刻写的所述空间光栅型反射镜33之间沿着所述多层带状光纤3的长度方向排列，且在多层带状光纤3的长度方向上的位置均不发生重合。
优选的，所述空间光栅型反射镜33为全反射空间光栅型反射镜。
本发明通过采用多层带状光纤将多个独立的半导体激光芯片的光束集成起来，通过空间耦合或熔融拉锥的方式与输出光纤融成一体，减少了大量的空间微光学元件，与现有技术相比，本发明的有益效果是：结构紧凑，稳定性好、效率高，且有效降低成本。
附图说明
图1是本发明优选实施例的半导体激光器模块的结构示意图；
图2是本发明优选实施例的多层带状光纤的结构示意图；
图3是本发明优选实施例的刻写有空间光栅反射镜的带状光纤纤芯层的示意图；
图4是本发明优选实施例的全反射空间光栅反射镜的微孔排列方式的示意图；
图5是本发明优选实施例的半导体激光器的结构示意图；
图6是本发明另一实施例的半导体激光器的结构示意图；
附图标记说明：
1：半导体激光芯片；11：热沉底座；12：阴极；13：导线；2：快轴准直透镜；3：带状光纤；31：带状光纤纤芯层；32：带状光纤包层；33：空间光栅型反射镜；34：微孔；4：慢轴准直透镜；5：聚焦透镜；6：耦合光纤；7：熔融拉锥光纤。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
结合参见图1～图2，本发明提供一种光纤耦合半导体激光器模块，所述半导体激光器模块包含至少一个光路单元，每个光路单元包括一个半导体激光芯片1、一个快轴准直透镜2、一个慢轴准直透镜4和一个热沉底座11，一个半导体激光芯片发出一束光，所述半导体激光芯片1可通过焊料水平烧结固定于热沉底座11上构成半导体激光芯片的阳极，热沉底座11可以选为铜热沉底座，焊料可以选为金锡(AuSn)焊料，半导体激光芯片1通过导线13例如金线与阴极12连接起来，快轴准直透镜2固定在半导体激光芯片1的光输出端；
每个光路单元还包括空间光栅型反射镜33，所述空间光栅型反射镜33位于带状光纤3的纤芯层31中；所述带状光纤3包括至少一层纤芯层31、和位于纤芯层两侧上的包层32，纤芯层31折射率为n1，包层32折射率为n2，纤芯层折射率n1大于包层折射率n2；优选地，可以是多层带状光纤，纤芯层31和位于纤芯层两侧上的包层32平行交替垒叠设置，每一层纤芯层31的两侧上都设有包层32，即保证所有的纤芯层31均处于多层带状光纤内部，处于多层带状光纤两侧最外部的为包层32；
本发明中定义带状光纤的宽度方向为x轴方向、厚度方向为y轴方向、长度方向为z轴方向，激光束沿着-z轴方向；结合参见图3～图4，所述空间光栅型反射镜33由阵列结构排列的微孔34形成，所述微孔34可采用飞秒激光或者电子束直接刻写的方式形成，所述微孔34的深度与纤芯层31厚度相同，不深入到包层32中，对微孔横截面的形状没有特别限定，可以是圆形、长方形、正方形、多边形等形状；所述微孔34呈规则排列，本实施例中微孔呈等边三角形方式排列，微孔34沿带状光纤长度方向的间距L为1/2激光波长，此时空间光栅型反射镜33形成全反射空间光栅型反射镜；
优选地，所述半导体激光器模块包含若干个光路单元，半导体激光芯片1的数量与光路单元的数量相对应，光路单元发出的光指该光路单元中半导体激光芯片发出的光；若干个半导体激光芯片1沿着多层带状光纤的长度方向排列，其中每个半导体激光芯片1对应的热沉底座11的宽度为W，多个半导体激光芯片在多层带状光纤的长度方向上的位置均不发生重合，多个半导体激光芯片之间在多层带状光纤的长度方向上可以等距离间隔排列、也可以非等距离间隔排列，相邻的两个半导体激光芯片对应的热沉底座之间的距离L1可根据半导体激光芯片的输出功率设置，半导体激光芯片的功率越大，为了更好的散热，距离L1可相应增加；每个光路单元发出的光的光路上均设置一个与之对应的空间光栅型反射镜33，用于反射半导体激光芯片发出的光，空间光栅型反射镜33刻写在多层带状光纤的不同纤芯层中，沿着多层带状光纤的长度方向间隔排列，且在多层带状光纤3的长度方向上的位置均不发生重合，相邻两个空间光栅型反射镜33中距离最近的微孔34沿多层带状光纤宽度方向的边缘线之间的距离L2略大于半导体激光芯片对应的热沉底座的宽度W；
每个光路单元中由半导体激光芯片1发射出的激光束首先经过快轴准直透镜2在快轴方向进行准直，经过快轴准直的激光束进入到对应的带状光纤纤芯层31中，其进入某个具体的纤芯层由快轴准直透镜2的上下位置决定，进入到纤芯层中的激光束经过空间光栅型反射镜33被反射后，沿着多层带状光纤的长度方向各自独立传播，由多层带状光纤的所有纤芯层反射出的激光束经过慢轴准直透镜4进行慢轴准直；
整个多层带状光纤的折射率分布形成多沟道的形式，多层带状光纤数值孔径NA＝(n1 2-n2 2)1/2，与快轴准直后的激光束的发散角对应，在各纤芯层31中传输的激光束被包层32隔离，各自独立传输，由多层带状光纤的所有纤芯层反射出的激光束经过慢轴准直透镜4进行慢轴准直。
本发明还提供一种光纤耦合半导体激光器，包括聚焦透镜5以及能够输出多束激光束的半导体激光器模块，所述聚焦透镜5用于将半导体激光器模块最后输出的多束激光束耦合成一束形成汇聚光；
所述半导体激光器模块包含至少一个光路单元，每个光路单元包括一个半导体激光芯片1、一个快轴准直透镜2、一个慢轴准直透镜4和一个热沉底座11，一个半导体激光芯片发出一束光，所述半导体激光芯片1可通过焊料水平烧结固定于热沉底座11上构成半导体激光芯片的阳极，热沉底座11可以选为铜热沉底座，焊料可以选为金锡(AuSn)焊料，半导体激光芯片1通过导线13例如金线与阴极12连接起来，快轴准直透镜2固定在半导体激光芯片1的光输出端；
每个光路单元还包括空间光栅型反射镜33，所述空间光栅型反射镜33位于带状光纤3的纤芯层31中；所述带状光纤3包括至少一层纤芯层31，和位于纤芯层两侧上的包层32，纤芯层31折射率为n1，包层32折射率为n2，纤芯层折射率n1大于包层折射率n2；优选地，可以是多层带状光纤，纤芯层31和位于纤芯层两侧上的包层32平行交替垒叠设置，每一层纤芯层31的两侧上都设有包层32，即保证所有的纤芯层31均处于多层带状光纤内部，处于多层带状光纤两侧最外部的为包层32；所述空间光栅型反射镜33由阵列结构呈规则排列的微孔34形成，所述微孔34可采用飞秒激光或者电子束直接刻写的方式形成，所述微孔34的深度与纤芯层31厚度相同，不深入到包层32中，对微孔横截面的形状没有特别限定，可以是圆形、长方形、正方形、多边形等形状；
优选地，所述半导体激光器模块包含若干个光路单元，半导体激光芯片1的数量与光路单元的数量相对应，光路单元发出的光指该光路单元中半导体激光芯片发出的光；若干个半导体激光芯片1沿着多层带状光纤的长度方向排列，其中每个半导体激光芯片1对应的热沉底座11的宽度为W，多个半导体激光芯片在多层带状光纤的长度方向上的位置均不发生重合，多个半导体激光芯片之间在多层带状光纤的长度方向上可以等距离间隔排列、也可以非等距离间隔排列，相邻的两个半导体激光芯片对应的热沉底座之间的距离L1可根据半导体激光芯片的输出功率设置，半导体激光芯片的功率越大，为了更好的散热，距离L1可相应增加；每个光路单元发出的光的光路上均设置一个与之对应的空间光栅型反射镜33，用于反射半导体激光芯片发出的光，空间光栅型反射镜33刻写在多层带状光纤的不同纤芯层中，沿着多层带状光纤的长度方向间隔排列，且在多层带状光纤3的长度方向上的位置均不发生重合，相邻两个空间光栅型反射镜33中距离最近的微孔34沿多层带状光纤宽度方向的边缘线之间的距离L2略大于半导体激光芯片对应的热沉底座的宽度W；
如图5所示，所述光纤耦合半导体激光器还包括台阶形基座(图中未示出)和耦合光纤6，每个光路单元依次设置在台阶形基座的每个不同的台阶上，聚焦透镜5固定在台阶形基座上，所述耦合光纤6位于汇聚光的光路上，通过将光路单元设置在不同的台阶上，实现光路单元高度的变化，各自独立传播，所述热沉底座与所述台阶形基座可以为一体结构或分体结构；每个光路单元中由半导体激光芯片1发射出的激光束首先经过快轴准直透镜2在快轴方向进行准直，经过快轴准直的激光束进入到对应的带状光纤纤芯层31中，其进入某个具体的纤芯层由快轴准直透镜2的上下位置决定，进入到纤芯层中的激光束经过空间光栅型反射镜33被反射后，沿着多层带状光纤的长度方向各自独立传播；由多层带状光纤的所有纤芯层反射出的激光束经过柱状慢轴准直透镜4进行慢轴准直，慢轴准直透镜4可以是非球面镜或球面透镜组，再经过聚焦透镜5进行耦合，最后耦合进入耦合光纤6中，所述耦合光纤6可以选自传统的常规圆形多模传能光纤，耦合光纤6可将激光传输到所需的工作面或者用于泵浦光纤激光器等不同应用；本发明实施例中，所述热沉底座与所述台阶形基座为分体结构；
如图6所示，将柱面慢轴准直透镜、聚焦透镜的功能由光纤的熔融拉锥来实现，所述光纤耦合半导体激光器包括熔融拉锥光纤7，由多层带状光纤的所有纤芯层中反射出的激光束直接耦合进入熔融拉锥光纤7，最后再耦合进入耦合光纤6中；所述熔融拉锥光纤7的横向尺寸比变化满足条件：出口直径/入口直径小于耦合光纤的数值孔径*0.1；所述熔融拉锥光纤7与带状光纤熔接一侧的数值孔径、端面尺寸、端面形状与带状光纤均相同，另一侧的数值孔径、端面尺寸、端面形状与耦合光纤6均相同，并直接与耦合光纤6熔接，从而实现一体化的结构。
实施例1
采用发光区宽度为190μm，厚度为1μm，波长为915nm的量子阱芯片作为半导体激光芯片1，快轴发散角为40度，慢轴发散角为10度，输出功率最大为18瓦；热沉底座采用氮化铝(AIN)材料，厚度为1.5mm，尺寸为4.5mm x 4.5mm，将4个半导体激光芯片1通过金锡焊料分别焊接在对应的AIN热沉底座上，平行放置在镀金无氧铜材料的台阶形大基座上，AIN热沉底座间距L1为2mm，4个半导体激光芯片的发光轴处于同一水平面上；快轴准直透镜2的长度为5mm，焦距为1.8mm，快轴准直透镜与半导体激光芯片发光面相距1.8mm，其慢轴方向的中心线与半导体激光芯片的出光中心对准；多层带状光纤3长度为130mm，宽度为200μm，包括4层纤芯层31，每层纤芯层两侧上都设有包层32，即3层包层位于多层带状光纤内部、2层包层位于多层带状光纤最外部，纤芯层31厚度为100μm，数值孔径NA为0.22，包层32厚度为10μm；将快轴准直透镜的快轴方向的位置进行上下调整，使得每一个半导体激光芯片射出的激光束恰好可以耦合进入对应的多层带状光纤纤芯层中；利用波长为800nm的飞秒激光器在带状光纤纤芯层中刻写有低折射率微孔34，呈等边三角形点阵排列，其刻写位置与单只半导体激光芯片相对应，微孔34横截面为圆形，直径为300nm，厚度为100μm，间距L为457.5nm，上述低折射率微孔形成45度角的空间光栅型反射镜33；由多层带状光纤输出的光束经柱面慢轴准直透镜4进行准直，慢轴准直透镜4的通光孔径为25mm，焦距为20mm，然后经过非球面聚焦透镜5，聚焦透镜5的通光孔径为25mm，焦距为18mm；光束经过聚焦透镜5聚焦后耦合进入耦合光纤6中，耦合光纤6选自常规多模传能光纤，规格直径为200/220，数值孔径NA为0.22，本实施例提供的光纤耦合半导体激光器的输出总功率最大为220瓦。
实施例2
按照实施例1，将实施例1中的柱面慢轴准直透镜、非球面聚焦透镜的功能由光纤的熔融拉锥来实现；采用一根外形尺寸为1530μm*1530μm的无芯石英玻璃棒，长度为100mm，利用氢氧焰拉锥机对石英玻璃棒中心部位的20mm进行拉锥，将其逐渐拉长到直径为200μm的圆形输出口；拉锥后，拉锥区的长度为200mm，将拉锥区的光纤截断为熔融拉锥光纤7，将熔融拉锥光纤7的输入端与多层带状光纤进行熔接，将熔融拉锥光纤7的输出端与耦合光纤6进行熔接，本实施例提供的光纤耦合半导体激光器的输出总功率最大为220瓦。
以上所述实施例的实施方式仅用来说明本发明，而并非对本发明的限制，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明揭露的技术范围内，可做出各种各样的变型、变化或替换，因此所有等同类似的技术方案都应涵盖在本发明的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光纤耦合半导体激光器模块，所述半导体激光器模块包含若干个光路单元，每个光路单元包括一个半导体激光芯片(1)、一个快轴准直透镜(2)、一个慢轴准直透镜(4)和一个热沉底座(11)，其特征在于，每个光路单元发出的光的光路上均设置一个与之对应的由微孔(34)形成的空间光栅型反射镜(33)，所述空间光栅型反射镜(33)位于带状光纤(3)的纤芯层(31)中，所述带状光纤(3)为多层带状光纤，所述带状光纤(3)包括至少一层纤芯层(31)、和位于纤芯层两侧上的包层(32)，所述纤芯层(31)和位于纤芯层两侧上的包层(32)平行交替垒叠设置，每一层所述纤芯层(31)的两侧上都设有所述包层(32)，处于所述多层带状光纤(3)两侧最外部的为所述包层(32)，所述纤芯层(31)折射率为n1，所述包层(32)折射率为n2，所述纤芯层折射率n1大于所述包层折射率n2，所述若干个半导体激光芯片(1)设置在各自的所述热沉底座(11)上，所述快轴准直透镜(2)固定在所述半导体激光芯片(1)的光输出端，由多层带状光纤的所有纤芯层反射出的激光束经过所述慢轴准直透镜(4)进行慢轴准直。
2.根据权利要求1所述的一种光纤耦合半导体激光器模块，其特征在于，所述若干个半导体激光芯片(1)沿着所述多层带状光纤(3)的长度方向等距离或非等距离间隔排列，且所述半导体激光芯片(1)之间在多层带状光纤(3)的长度方向上的位置均不发生重合，所述不同纤芯层(31)中刻写的所述空间光栅型反射镜(33)之间沿着所述多层带状光纤(3)的长度方向排列，且在多层带状光纤(3)的长度方向上的位置均不发生重合。
3.根据权利要求1或2所述的一种光纤耦合半导体激光器模块，其特征在于，所述空间光栅型反射镜(33)为全反射空间光栅型反射镜。
4.一种光纤耦合半导体激光器，其特征在于，包括聚焦透镜(5)以及能够输出激光束的半导体激光器模块，所述半导体激光器模块包含若干个光路单元，每个光路单元包括一个半导体激光芯片(1)、一个快轴准直透镜(2)、一个慢轴准直透镜(4)和一个热沉底座(11)，每个光路单元发出的光的光路上均设置一个与之对应的由微孔(34)形成的空间光栅型反射镜(33)，所述空间光栅型反射镜(33)位于带状光纤(3)的纤芯层(31)中，所述带状光纤(3)为多层带状光纤，所述带状光纤(3)包括至少一层纤芯层(31)、和位于纤芯层两侧上的包层(32)，所述纤芯层(31)和位于纤芯层两侧上的包层(32)平行交替垒叠设置，每一层所述纤芯层(31)的两侧上都设有所述包层(32)，处于所述多层带状光纤(3)两侧最外部的为所述包层(32)，所述纤芯层(31)折射率为n1，所述包层(32)折射率为n2，所述纤芯层折射率n1大于所述包层折射率n2，所述若干个半导体激光芯片(1)设置在各自的所述热沉底座(11)上，所述快轴准直透镜(2)固定在所述半导体激光芯片(1)的光输出端，由多层带状光纤的所有纤芯层反射出的激光束经过所述慢轴准直透镜(4)进行慢轴准直，所述聚焦透镜(5)用于将半导体激光器模块最后输出的多束激光束耦合成一束形成汇聚光。
5.根据权利要求4所述的一种光纤耦合半导体激光器，其特征在于，所述光纤耦合半导体激光器还包括台阶形基座和耦合光纤(6)，所述若干个半导体激光芯片(1)的所述热沉底座(11)设置在所述台阶形基座的每个不同的台阶上，所述聚焦透镜(5)固定在所述台阶形基座上，所述耦合光纤(6)位于汇聚光的光路上。
6.根据权利要求4或5所述的一种光纤耦合半导体激光器，其特征在于，所述若干个半导体激光芯片(1)沿着所述多层带状光纤(3)的长度方向等距离或非等距离间隔排列，且所述半导体激光芯片(1)之间在多层带状光纤(3)的长度方向上的位置均不发生重合，所述不同纤芯层(31)中刻写的所述空间光栅型反射镜(33)之间沿着所述多层带状光纤(3)的长度方向排列，且在多层带状光纤(3)的长度方向上的位置均不发生重合。
7.根据权利要求4或5所述的一种光纤耦合半导体激光器，其特征在于，所述空间光栅型反射镜(33)为全反射空间光栅型反射镜。
8.一种光纤耦合半导体激光器，其特征在于，包括耦合光纤(6)、熔融拉锥光纤(7)以及能够输出激光束的半导体激光器模块，所述半导体激光器模块包含若干个光路单元，每个光路单元包括一个半导体激光芯片(1)、一个快轴准直透镜(2)和一个热沉底座(11)，每个光路单元发出的光的光路上均设置一个与之对应的由微孔(34)形成的空间光栅型反射镜(33)，所述空间光栅型反射镜(33)位于其所在光路的所述快轴准直透镜(2)和所述熔融拉锥光纤(7)之间，所述空间光栅型反射镜(33)位于带状光纤(3)的纤芯层(31)中，所述带状光纤(3)为多层带状光纤，所述带状光纤(3)包括至少一层纤芯层(31)、和位于纤芯层两侧上的包层(32)，所述纤芯层(31)和位于纤芯层两侧上的包层(32)平行交替垒叠设置，每一层所述纤芯层(31)的两侧上都设有所述包层(32)，处于所述多层带状光纤(3)两侧最外部的为所述包层(32)，所述纤芯层(31)折射率为n1，所述包层(32)折射率为n2，所述纤芯层折射率n1大于所述包层折射率n2，所述若干个半导体激光芯片(1)设置在各自的所述热沉底座(11)上，所述快轴准直透镜(2)固定在所述半导体激光芯片(1)的光输出端，所述熔融拉锥光纤(7)用于将半导体激光器模块最后输出的多束激光束耦合成一束形成汇聚光，最后耦合进入耦合光纤(6)中。
9.根据权利要求8所述的一种光纤耦合半导体激光器，其特征在于，所述若干个半导体激光芯片(1)沿着所述多层带状光纤(3)的长度方向等距离或非等距离间隔排列，且所述半导体激光芯片(1)之间在多层带状光纤(3)的长度方向上的位置均不发生重合，所述不同纤芯层(31)中刻写的所述空间光栅型反射镜(33)之间沿着所述多层带状光纤(3)的长度方向排列，且在多层带状光纤(3)的长度方向上的位置均不发生重合。
10.根据权利要求8或9中任一项所述的一种光纤耦合半导体激光器，其特征在于，所述空间光栅型反射镜(33)为全反射空间光栅型反射镜。
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