CN111799647B - 一种小型化、自动往复扫描高功率激光器 - Google Patents

一种小型化、自动往复扫描高功率激光器 Download PDF

Info

Publication number
CN111799647B
CN111799647B CN202010642830.XA CN202010642830A CN111799647B CN 111799647 B CN111799647 B CN 111799647B CN 202010642830 A CN202010642830 A CN 202010642830A CN 111799647 B CN111799647 B CN 111799647B
Authority
CN
China
Prior art keywords
limit
limit contact
motor
laser
switch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010642830.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN111799647A (zh
Inventor
洪延姬
苟于单
俞浩
金星
常浩
王俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Peoples Liberation Army Strategic Support Force Aerospace Engineering University
Suzhou Everbright Photonics Co Ltd
Original Assignee
Peoples Liberation Army Strategic Support Force Aerospace Engineering University
Suzhou Everbright Photonics Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Peoples Liberation Army Strategic Support Force Aerospace Engineering University, Suzhou Everbright Photonics Technology Co Ltd filed Critical Peoples Liberation Army Strategic Support Force Aerospace Engineering University
Priority to CN202010642830.XA priority Critical patent/CN111799647B/zh
Publication of CN111799647A publication Critical patent/CN111799647A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111799647B publication Critical patent/CN111799647B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S5/0085—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping for modulating the output, i.e. the laser beam is modulated outside the laser cavity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S5/0071—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping for beam steering, e.g. using a mirror outside the cavity to change the beam direction

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

本发明属于高能激光器领域，主要涉及一种能够自动输出线光斑的小型化激光器。主要包括半导体激光器、偏振器、激光电池、反射棱镜和电机平移台。通过对浪费的偏振模式进行能量回收，减少了激光器内部发热，从而提高了光束质量，同时也减少了散热装置的使用。回收的能量直接用于驱动电机平移台，通过开关切换实现电机平移台自动往复运动，实现了激光器输出自动往复行扫，在确保高功率密度输出的同时实现线光斑输出。无需光学整形、光束合束等操作即可实现线光斑的输出，整体结构简单。

Description

一种小型化、自动往复扫描高功率激光器
技术领域
本发明属于高能激光器领域，主要涉及一种能够自动输出线光斑的小型化半导体激光器。
背景技术
在激光器的实际应用中，通常需要对激光器输出的椭圆光斑进行光学整形，使其成为线光斑。但是整形后的光斑功率密度变小，无法满足某些应用需要的高功率密度。常见的技术手段是通过偏振合束或波长合束将多束激光合成为一束激光，以增加功率密度。但是偏振合束和波长合束会使得激光器体积增大，同时因为需要更多的激光芯片，功耗也相应增加。
此外，半导体激光器输出通常为单一偏振态的线偏振光仅有TE模式或者TM模式，但是由于外延生长或者封装导致常常会同时出现另外一种偏振态的激光，输出光为混合偏振态。例如95％的TE模式和5％的TM模式，或者95％的TM模式和5％的TE模式。混合偏振态的激光入射到偏振片后，TE/TM模式被分离。当后续设备使用TE模式或TM模式激光的时候，TM模式或TE模式的激光便成为了杂散光，在设备内反射，对腔体内光学传输造成较大的干扰，并且因为有杂散光的照射，壳体的温度会上升，需要体积庞大的散热装置来对设备进行散热。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于通过对浪费的偏振模式进行能量回收，无需外部控制，实现激光器输出自动往复行扫，在确保高功率密度输出的同时实现线光斑输出。实现了高功率、小型化、自动扫描、无需整形的线光斑半导体激光器。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种小型化、自动往复扫描高功率激光器，其特征在于，所述自动往复扫描激光器包括半导体激光器1、偏振器2、激光电池3、反射棱镜4和电机平移台5，所述反射棱镜4安装在电机平移台5上，所述偏振器2用于将半导体激光器出射的混合偏振态激光光束的出主光束和另一偏振态光束分离，从偏振器2出射的主光束经装在电机平移台5上的反射棱镜4反射后出射；另一偏振态光束被位于偏振器2之后的激光电池3吸收产生电能，用于驱动电机平移台5自动往复运动；电机平移台5自动往复运动，实现经反射棱镜4反射的主光束往复扫描，输出线光斑。
进一步的，所述电机平移台5的侧面设置有上限位触点和下限位触点，电机设有限位开关，半导体激光器开始工作时，打开电机开关，电机接通，带动平移台运动，当电机的限位开关接触到限位触点时，电机反向接通，带动平移台反向运动。
进一步的，所述电机平移台还可以包括电机和平移台，平移台为台体结构，上、下限位触点设置于台体的侧面，上、下限位触点分别为两个，从上到下依次为第一限位触点6，第二限位触点7，第三限位触点8和第四限位触点9，第一、第三限位触点为上限位触点，第二、第四限位触点为下限位触点；第一、第二限位触点之间的距离和第三、第四限位触点之间的距离相同；电机的限位开关由第一单刀双掷开关10、第二单刀双掷开关11组成，第一单刀双掷开关包括第一机械拨动开关10-1、第二机械拨动开关10-2、第三机械拨动开关10-3和限位开关a，第二单刀双掷开关包括第四机械拨动开关11-1、第五机械拨动开关11-2、第六机械拨动开关11-3和限位开关b；第二机械拨动开关10-2与限位开关a联动，第五机械拨动开关11-2与限位开关b联动。
进一步的，半导体激光器1开始工作时，打开电机开关，第一机械拨动开关10-1与第二机械拨动开关10-2接通，第四机械拨动开关11-1与第五机械拨动开关11-2接通，电机正向接通、正向转动，带动平移台向上移动；限位开关a、b分别移动到平移台的第二、第四限位触点时，第二、第四限位触点分别带动限位开关a、b向上拨动，第二机械拨动开关10-2与第三机械拨动开关10-3接通，第五机械拨动开关11-2与第六机械拨动开关11-3接通，电机反向接通、反向转动带动平移台向下移动，限位开关a、b分别移动到平移台的第一、第三限位触点时，第一、第三限位触点分别带动限位开关a、b向下拨动，电机正向接通、正向转动，带动平移台向上运动，循环往复，从而实现经反射棱镜出射的激光自动往复运动，输出线光斑。
进一步的，所述半导体激光器出射的混合偏振态激光95％能量为TE模式、5％能量为TM模式，或95％能量为TM模式、5％能量为TE模式。
进一步的，所述偏振器为偏振块、偏振片或者采用玻璃片以布儒斯特角摆放来实现。
进一步的，所述反射棱镜也可以为45°角倾斜放置的平面反射镜。
进一步的，所述第一、第二限位触点之间的距离以及第三、第四限位触点之间的距离可调。
有益效果：1、对浪费的偏振态进行能量回收，减少了激光器内部发热，从而提高了光束质量，同时也减少了散热装置的使用；2、通过开关切换实现平移台自动往复运动，实现了激光器输出自动往复行扫，在确保高功率密度输出的同时实现线光斑输出；3、无需光学整形、光束合束等操作即可实现线光斑的输出，整体结构简单。回收了浪费了偏振模式的激光。整体实现了小型化、自动线光斑输出。
附图说明
图1是本发明的整体示意图；
图2是电机平移台的结构示意图；
图3是电机平移台的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细的说明。
如图1所示，本发明提供了一种小型化、自动往复扫描高功率激光器，所述自动往复扫描激光器包括半导体激光器1、偏振器2、激光电池3、反射棱镜4和电机平移台5，所述反射棱镜4安装在电机平移台5上，半导体激光器出射的混合偏振态激光。混合偏振态激光为能量95％的TE光和能量5％的TM光，TE光是后续设备需要的偏振态，为主光束，TM光为杂散光。如果后续设备需要的是TM偏振态的光，那么混合偏振态激光为能量95％的TM光和能量5％的TE光，即主光束为TM光，TE光为杂散光。偏振器2用于将半导体激光器出射的混合偏振态激光的主光束和杂散光分离，从偏振器2出射的主光束经装在电机平移台5上的反射棱镜4反射后出射；杂散光被位于偏振器2之后的激光电池3吸收产生电能，用于驱动电机平移台5往复运动；电机平移台5往复运动，实现经反射棱镜4反射的主光束往复扫描，输出线光斑。
如图2、3所述，电机平移台5包括电机和平移台，平移台为台体结构，上、下限位触点设置于台体的侧面，上、下限位触点分别为两个，从上到下依次为第一限位触点6，第二限位触点7，第三限位触点8和第四限位触点9，第一、第三限位触点为上限位触点，第二、第四限位触点为下限位触点；第一、第二限位触点之间的距离和第三、第四限位触点之间的距离相同，且距离根据线光斑的宽度进行调节。电机的限位开关由第一单刀双掷开关10、第二单刀双掷开关11组成，第一单刀双掷开关包括第一机械拨动开关10-1、第二机械拨动开关10-2、第三机械拨动开关10-3和限位开关a，第二单刀双掷开关包括第四机械拨动开关11-1、第五机械拨动开关11-2、第六机械拨动开关11-3和限位开关b；第二机械拨动开关10-2与限位开关a联动，第五机械拨动开关11-2与限位开关b联动。
半导体激光器1开始工作时，打开电机开关，第一机械拨动开关10-1与第二机械拨动开关10-2接通，第四机械拨动开关11-1与第五机械拨动开关11-2接通，电机正向接通、正向转动，带动平移台向上移动；限位开关a、b分别移动到平移台的第二、第四限位触点时，第二、第四限位触点分别带动限位开关a、b向上拨动，第二机械拨动开关10-2与第三机械拨动开关10-3接通，第五机械拨动开关11-2与第六机械拨动开关11-3接通，电机反向接通、反向转动带动平移台向下移动，限位开关a、b分别移动到平移台的第一、第三限位触点时，第一、第三限位触点分别带动限位开关a、b向下拨动，电机正向接通、正向转动，带动平移台向上运动，循环往复，从而实现经反射棱镜出射的激光自动往复运动，输出线光斑。
偏振器可以为偏振块、偏振片或者采用玻璃片以布儒斯特角摆放来实现。
反射棱镜也可以为45°角倾斜放置的平面反射镜。
以上仅为发明的优选实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的思想原则内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种小型化、自动往复扫描高功率激光器，其特征在于，所述自动往复扫描高功率激光器包括半导体激光器（1）、偏振器（2）、激光电池（3）、反射棱镜（4）和电机平移台（5），所述反射棱镜（4）安装在电机平移台（5）上，所述偏振器（2）用于将半导体激光器出射的混合偏振态激光光束的主偏振态光束和另一偏振态光束分离，从偏振器（2）出射的主偏振态光束经装在电机平移台（5）上的反射棱镜（4）反射后出射；另一偏振态光束被位于偏振器（2）之后的激光电池（3）吸收产生电能，用于驱动电机平移台（5）自动往复运动；电机平移台（5）自动往复运动，实现经反射棱镜（4）反射的主偏振态光束往复扫描，输出线光斑；所述电机平移台（5）的侧面设置有上限位触点和下限位触点，电机设有限位开关，半导体激光器开始工作时，激光电池吸收光能产生电能，电机运行，带动电机平移台运动；
所述电机平移台包括电机和平移台，平移台为台体结构，上、下限位触点设置于台体的侧面，所述上、下限位触点分别为两个，从上到下依次为第一限位触点（6），第二限位触点（7），第三限位触点（8）和第四限位触点（9），第一、第三限位触点为上限位触点，第二、第四限位触点为下限位触点；第一、第二限位触点之间的距离和第三、第四限位触点之间的距离相同；电机的限位开关由第一单刀双掷开关（10）、第二单刀双掷开关（11）组成，第一单刀双掷开关包括第一机械拨动开关（10-1）、第二机械拨动开关（10-2）、第三机械拨动开关（10-3）和限位开关a，第二单刀双掷开关包括第四机械拨动开关（11-1）、第五机械拨动开关（11-2）、第六机械拨动开关（11-3）和限位开关b；第二机械拨动开关（10-2）与限位开关a联动，第五机械拨动开关（11-2）与限位开关b联动；
半导体激光器（1）开始工作时，打开电机限位开关，第一机械拨动开关（10-1）与第二机械拨动开关（10-2）接通，第四机械拨动开关（11-1）与第五机械拨动开关（11-2）接通，电机正向接通、正向转动，带动平移台向上移动；当限位开关a、b分别移动到平移台的第二、第四限位触点时，第二、第四限位触点分别带动限位开关a、b向上拨动，第二机械拨动开关（10-2）与第三机械拨动开关（10-3）接通，第五机械拨动开关（11-2） 与第六机械拨动开关（11-3）接通，电机反向接通、反向转动，带动平移台向下移动，当限位开关a、b分别移动到平移台的第一、第三限位触点时，第一、第三限位触点分别带动限位开关a、b向下拨动，电机正向接通、正向转动，带动平移台向上运动，循环往复，从而实现经反射棱镜出射的激光自动往复运动，输出线光斑。
2.根据权利要求1所述的小型化、自动往复扫描高功率激光器，其特征在于所述半导体激光器出射的混合偏振态激光95%能量为TE模式、5%能量为TM模式，或95%能量为TM模式、5%能量为TM模式。
3.根据权利要求2所述的小型化、自动往复扫描高功率激光器，所述偏振器为偏振块、偏振片或者采用玻璃片以布儒斯特角摆放来实现。
4.根据权利要求3所述的小型化、自动往复扫描高功率激光器，所述反射棱镜为45°角倾斜放置的平面反射镜。
5.根据权利要求4所述的小型化、自动往复扫描高功率激光器，其特征在于，所述第一、第二限位触点之间的距离以及第三、第四限位触点之间的距离可调。
CN202010642830.XA 2020-07-06 2020-07-06 一种小型化、自动往复扫描高功率激光器 Active CN111799647B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010642830.XA CN111799647B (zh) 2020-07-06 2020-07-06 一种小型化、自动往复扫描高功率激光器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010642830.XA CN111799647B (zh) 2020-07-06 2020-07-06 一种小型化、自动往复扫描高功率激光器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111799647A CN111799647A (zh) 2020-10-20
CN111799647B true CN111799647B (zh) 2021-10-12

Family

ID=72810480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010642830.XA Active CN111799647B (zh) 2020-07-06 2020-07-06 一种小型化、自动往复扫描高功率激光器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111799647B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111900610B (zh) * 2020-07-30 2022-02-01 苏州长光华芯光电技术股份有限公司 一种激光光能回收装置及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103941406A (zh) * 2014-05-09 2014-07-23 西安炬光科技有限公司 一种基于扩束的高功率半导体激光器光学整形方法及其装置
CN107005025A (zh) * 2014-09-19 2017-08-01 Highyag激光技术公司 二极管激光器
CN107608072A (zh) * 2017-09-30 2018-01-19 天逸瑞狮（苏州）口腔医疗科技股份有限公司 一种影像扫描系统的光学扫描装置
CN207625073U (zh) * 2017-12-06 2018-07-17 北京万集科技股份有限公司 一种基于mems的扫描式半导体激光器

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7330493B2 (en) * 2005-06-01 2008-02-12 Pavilion Integration Corporation Method, apparatus and module using single laser diode for simultaneous pump of two gain media characteristic of polarization dependent absorption

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103941406A (zh) * 2014-05-09 2014-07-23 西安炬光科技有限公司 一种基于扩束的高功率半导体激光器光学整形方法及其装置
CN107005025A (zh) * 2014-09-19 2017-08-01 Highyag激光技术公司 二极管激光器
CN107608072A (zh) * 2017-09-30 2018-01-19 天逸瑞狮（苏州）口腔医疗科技股份有限公司 一种影像扫描系统的光学扫描装置
CN207625073U (zh) * 2017-12-06 2018-07-17 北京万集科技股份有限公司 一种基于mems的扫描式半导体激光器

Also Published As

Publication number Publication date
CN111799647A (zh) 2020-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5521932A (en) Scalable side-pumped solid-state laser
CN103182604B (zh) 激光复合焊接方法与系统
CN102244356B (zh) 一种双波长快速切换调q激光器
CN111799647B (zh) 一种小型化、自动往复扫描高功率激光器
GB2429833A (en) Laser cavity
CN115313129A (zh) 一种ld端泵脉冲固体激光器
WO2022193678A1 (zh) 一种飞秒激光增减材加工系统及加工方法
CN113725710A (zh) 一种正交偏振、脉宽可调的激光器
CN200959480Y (zh) 2μm键合单块非平面单纵模激光器
CN217740978U (zh) 一种多合一雕刻激光器泵浦
CN112615248A (zh) 一种蓝光激光器
CN203455547U (zh) 一种光纤激光器的多路合并耦合系统
CN220921248U (zh) 一种基于偏振合束与波长合束的激光雕刻模组
CN214069084U (zh) 一种高性能一字线激光器
AU598803B2 (en) C.w. multi-slab laser
CA2190336C (en) Diode pumping module
CN114243441A (zh) 一种固体激光器及固体激光器系统
CN113067241A (zh) 一种多棒串接端面泵浦谐振腔
CN113075799A (zh) 一种激光分光盒
CN103545718A (zh) 用于激光加工的高功率半导体激光器光源系统
CN217589765U (zh) 一种可切换双波长输出的激光光路
CN220421104U (zh) 一种全固态黄光激光器
CN219959681U (zh) 一种蓝光激光器
CN221080627U (zh) 一种基于双向光束整形的激光合束装置
CN203631979U (zh) 用于激光加工的高功率半导体激光器光源系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20201112

Address after: 101416 No. 1 Bayi Road, Huairou District, Beijing, China

Applicant after: People's Liberation Army Strategic Support Force Aerospace Engineering University

Applicant after: SUZHOU EVERBRIGHT PHOTONICS TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 101416 No. 1 Bayi Road, Huairou District, Beijing, China

Applicant before: People's Liberation Army Strategic Support Force Aerospace Engineering University

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: No. 1, Bayi Road, Huairou District, Beijing City, Beijing

Patentee after: Strategic Support Force Space Engineering University of PLA

Patentee after: Suzhou Changguang Huaxin Optoelectronic Technology Co.,Ltd.

Address before: No. 1, Bayi Road, Huairou District, Beijing City, Beijing

Patentee before: Strategic Support Force Space Engineering University of PLA

Patentee before: SUZHOU EVERBRIGHT PHOTONICS TECHNOLOGY Co.,Ltd.