CN114447762B - 半导体激光装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种半导体激光装置，包括泵浦源和内嵌于泵浦源中的包层光剥除器，泵浦源上设有供光纤穿过的通孔，泵浦源内部设有光源，泵浦源具有将光源发出的光耦合进光纤的光耦合位。其中，包层光剥除器包括光输入端口和相对光输入端口设置的光输出端口，光输入端口固定于光耦合位，光输出端口与通孔连通。本发明通过将包层光剥除器内置于泵浦源中，以解决传统结构由于包层光剥除器设置在泵浦源外部而导致泵浦源内部单包层光纤的包层光过大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及光纤激光技术领域，具体涉及一种半导体激光装置。
背景技术
随着技术的进步，光纤激光器、光纤耦合半导体激光器等基于光纤传能的激光器已经在工业、医疗和科研等领域得到广泛的应用。去除光纤中多余的包层光是制作这类激光器的重要步骤。
现阶段输出光纤主要采用单包层光纤，由于单包层光纤涂覆层采用高折涂层，耦合进入包层的光会通过涂覆层导出，在涂覆层脏污破损或点胶点形成高温点，对半导体可靠性造成影响。此时若采用双包层光纤，由于光纤涂层采用低折材料，包层光不会导出，但会导致输出光的包层光比例增加，对后续熔接点造成可靠性风险。现在泵浦源需要在光纤镀增透膜，光纤镀膜由于光纤尺寸过小，镀膜成本高。剥膜器现在均使用在泵浦源外部，在泵浦源的输出光纤处熔接剥膜器光纤，通过剥膜器的腐蚀部分剥除包层光。但是，剥膜器在外部无法解决泵浦源输出光纤到剥膜器之间单包层光纤由于包层光过大影响可靠性的问题。
因此，现有技术存在缺陷，急需解决。
发明内容
本发明提供一种半导体激光装置，能够解决传统结构由于包层光剥除器设置在泵浦源外部而导致泵浦源内部单包层光纤的包层光过大的技术问题。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
本发明实施例提供一种半导体激光装置，包括：
泵浦源，所述泵浦源上设有供光纤穿过的通孔，所述泵浦源内部设有光源，所述泵浦源具有将所述光源发出的光耦合进光纤的光耦合位；
包层光剥除器，内嵌于所述泵浦源中，所述包层光剥除器包括光输入端口和相对所述光输入端口设置的光输出端口，所述光输入端口固定于所述光耦合位，所述光输出端口与所述通孔连通。
可选的，在本发明的一些实施例中，所述光纤经所述通孔设置于所述包层光剥除器的内部，其中，所述光纤包括光耦合端，所述光纤的光耦合端位于所述包层光剥除器的光输入端口处并对应所述光耦合位。
可选的，在本发明的一些实施例中，所述光纤包括位于所述包层光剥除器内的第一光纤段及位于所述包层光剥除器外的第二光纤段；所述第一光纤段包括第一腐蚀段，所述第一腐蚀段的直径小于所述第二光纤段的直径。
可选的，在本发明的一些实施例中，所述光纤包括纤芯和包裹所述纤芯的包层，所述第一腐蚀段的包层的外径与内径之差小于所述第二光纤段的包层的外径与内径之差。
可选的，在本发明的一些实施例中，所述第一光纤段还包括第二腐蚀段，所述第一腐蚀段靠近所述光耦合端设置，所述第二腐蚀段位于所述第一腐蚀段远离所述光耦合端的一侧；其中，所述第二腐蚀段的直径小于所述第二光纤段的直径，且大于所述第一腐蚀段的直径。
可选的，在本发明的一些实施例中，所述光纤包括纤芯和包裹所述纤芯的包层，所述第二腐蚀段的包层的外径与内径之差小于所述第二光纤段的包层的外径与内径之差，且大于所述第一腐蚀段的包层的外径与内径之差。
可选的，在本发明的一些实施例中，所述第二腐蚀段的包层表面为散射面。
可选的，在本发明的一些实施例中，所述第一腐蚀段的包层表面为散射面。
可选的，在本发明的一些实施例中，所述包层光剥除器包括端帽和包层光剥除器主体，所述包层光剥除器主体为两端开口的中空结构，所述端帽至少一部分嵌套于所述包层光剥除器主体的一端，所述端帽形成所述包层光剥除器的所述光输入端口，所述光纤的一部分置于所述包层光剥除器主体内且所述光耦合端与所述端帽熔接。
可选的，在本发明的一些实施例中，所述第一腐蚀段的包层的外径与内径之差的范围在0.5微米-12微米。
本发明的有益效果为：本发明提供的半导体激光装置，包括泵浦源和内嵌于泵浦源中的包层光剥除器。本发明通过将包层光剥除器内置于泵浦源中，使得包层光剥除器可以剥除泵浦源内部光纤上的包层光，从而解决传统结构由于包层光剥除器设置在泵浦源外部而导致泵浦源内部单包层光纤的包层光过大的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的半导体激光装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的包层光剥除器的剖面示意图；
图3是本发明实施例一提供的光纤的剖面示意图；
图4是本发明实施例三提供的光纤的剖面示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。
本发明实施例提供一种半导体激光装置，能够解决传统结构由于包层光剥除器设置在泵浦源外部而导致泵浦源内部单包层光纤的包层光过大的技术问题。
结合图1-图4所示，本发明实施例提供一种半导体激光装置，包括泵浦源1和设置于所述泵浦源1内部的包层光剥除器2。所述泵浦源1的壳体上设有供光纤3穿过的通孔101，所述泵浦源1的内部还设有光源102，所述光源102用于为光纤3的光耦合提供光。其中，所述泵浦源1还具有将所述光源102发出的光耦合进光纤3的光耦合位。所述包层光剥除器2可用于剥除光纤3上的包层光，所述包层光剥除器2内嵌于所述泵浦源1中，所述包层光剥除器2包括光输入端口A和相对所述光输入端口A设置的光输出端口B，所述光输入端口A固定于所述光耦合位，所述光输出端口B与所述通孔101连通。
可以理解的是，所述光耦合位是所述泵浦源1内部的一个空间位置，当所述光纤3位于该空间位置时，所述光源102发出的光可以耦合进所述光纤3中。
本发明提供的半导体激光装置，通过将包层光剥除器2内置于泵浦源1中，从而解决传统结构由于包层光剥除器设置在泵浦源外部而导致泵浦源内部单包层光纤的包层光过大的问题。
以下结合具体实施例对本发明的半导体激光装置进行详细说明。
实施例一
如图1所示，本实施例提供的半导体激光装置包括泵浦源1和包层光剥除器2，所述包层光剥除器2设置于所述泵浦源1的内部。所述泵浦源1是用一束光照射工作物质(如掺杂光纤)，使工作物质中的粒子吸收光子的能量而被激励到高能级上。所述泵浦源1的壳体上设有供光纤穿过的通孔101，光纤3可通过所述通孔101伸入所述泵浦源1的内部。所述泵浦源1的内部设有光源102，所述泵浦源1还具有将所述光源102发出的光耦合进光纤3的光耦合位。
其中，所述包层光剥除器2内嵌于所述泵浦源1中，所述包层光剥除器2包括光输入端口A和相对所述光输入端口A设置的光输出端口B，所述光输入端口A固定于所述光耦合位，所述光输出端口B与所述通孔101连通。
具体地，如图2所示，所述包层光剥除器2包括端帽202和包层光剥除器主体201。所述包层光剥除器主体201为两端开口的中空结构，所述端帽202至少一部分嵌套于所述包层光剥除器主体201的一端，所述端帽202形成所述包层光剥除器2的所述光输入端口A，所述光输出端口B与所述通孔101连通。所述光纤3的一部分置于所述包层光剥除器主体201内且所述光耦合端与所述端帽202熔接。
在一种实施例中，所述包层光剥除器主体201为中空的玻璃管。
所述光纤3包括光耦合端3a，所述光纤3经所述通孔101设置于所述包层光剥除器2的内部，其中，所述光纤3的光耦合端3a位于所述包层光剥除器2的光输入端口A处并对应所述光耦合位。具体地，所述光纤3的光耦合端3a熔接于所述端帽202上。
结合图2和图3所示，所述光纤3包括位于所述包层光剥除器2内的第一光纤段31及位于所述包层光剥除器2外的第二光纤段32。所述第一光纤段31包括第一腐蚀段311，所述第一腐蚀段311是通过对所述光纤3进行深腐蚀处理后得到的。其中，所述第一腐蚀段311的直径小于所述第二光纤段32的直径。
其中，所述光纤3包括纤芯301和包裹所述纤芯301的包层302。通常，所述纤芯301的直径为200微米，所述包层302的外径与内径之差为20微米，也即所述光纤3的直径为220微米。
本实施例对所述光纤3的第一光纤段31进行深腐蚀处理以得到第一腐蚀段311，其中，所述第一腐蚀段311的长度可以是所述第一光纤段31的二分之一、三分之一或四分之一，也可以对所述第一光纤段31全部进行深腐蚀处理，此处不做限制。为了达到更好的去除包层光的效果，本实施例对整个所述第一光纤段31进行深腐蚀处理。
进一步的，所述第一腐蚀段311的包层302的外径与内径之差小于所述第二光纤段32的包层302的外径与内径之差。
可以理解的是，本实施例所指的深腐蚀是指在普通腐蚀处理的基础上，对包层302做进一步减薄处理。
具体地，在一种实施例中，对所述光纤3做深腐蚀处理后所述包层302的厚度为0.5微米-12微米。也即，所述第一腐蚀段311的包层302的外径与内径之差大于或等于0.5微米，且小于或等于12微米。
进一步的，所述第一腐蚀段311的包层302的外径与内径之差大于或等于6微米，且小于或等于10微米。
在一种实施例中，所述第一腐蚀段311的长度范围为2.5厘米-5厘米。
进一步的，所述第一腐蚀段311的长度范围为3.5厘米-4厘米。
传统的包层光处理采用的腐蚀结构去除包层光效果差，腐蚀距离长，无法满足小体积器件需求。而本实施例采用深腐蚀方式将第一腐蚀段311的包层302做减薄处理，从而减小从光纤3的光耦合端3a进入包层302的光线，进而减小包层302内部的包层光。本实施例的深腐蚀长度为2.5厘米-5厘米，在20w功率下可将包层光剥除干净，从而达到更好的包层光去除效果，并且腐蚀距离短，可以满足小体积器件需求。
实施例二
本实施例的半导体激光装置与上述实施例一的半导体激光装置的结构相似，本实施例与上述实施例一的区别在于：本实施例在上述实施例一的基础上，对所述第一腐蚀段311的表面进行毛化处理，使得所述第一腐蚀段311的包层302表面为散射面。
采用此设计，可以进一步的将所述包层302内的光线从所述包层302的表面散射出去，从而可以进一步减小包层光。
实施例三
如图4所示，本实施例的半导体激光装置与上述实施例一的半导体激光装置的结构相似，本实施例与上述实施例一的区别在于：所述第一光纤段31还包括第二腐蚀段312，所述第一腐蚀段311靠近所述光耦合端3a设置，所述第二腐蚀段312位于所述第一腐蚀段311远离所述光耦合端3a的一侧。其中，所述第二腐蚀段312的直径小于所述第二光纤段32的直径，且大于所述第一腐蚀段311的直径。
进一步的，所述第二腐蚀段312的包层302的外径与内径之差小于所述第二光纤段32的包层302的外径与内径之差，且大于所述第一腐蚀段311的包层302的外径与内径之差。
本实施例采用深腐蚀+普通腐蚀的方式对第一光纤段31的包层302做减薄处理，从而减小从光纤3的光耦合端3a进入包层302的光线，进而减小包层302内部的包层光。
实施例四
本实施例的半导体激光装置与上述实施例三的半导体激光装置的结构相似，本实施例与上述实施例三的区别在于：本实施例在上述实施例三的基础上，对所述第二腐蚀段312的表面进行毛化处理，使得所述第二腐蚀段312的包层302表面为散射面。
本实施例对所述第二腐蚀段312的表面进行毛化处理，相较于上述实施例二，本实施例的毛化处理的工艺难度大大降低。采用此设计，可以将所述包层302内的光线从所述包层302的表面散射出去，从而可以进一步减小包层光。
实施例五
本实施例的半导体激光装置与上述实施例四的半导体激光装置的结构相似，本实施例与上述实施例四的区别在于：本实施例在上述实施例四的基础上，对所述第一腐蚀段311的表面进行毛化处理，使得所述第一腐蚀段311的包层302表面为散射面。
相较于上述实施例四，本实施例对所述第一腐蚀段311和所述第二腐蚀段312的表面均进行毛化处理。采用此设计，可以将所述包层302内的光线从所述包层302的表面散射出去，从而可以进一步减小包层光。
本发明提供的半导体激光装置，包括泵浦源和内嵌于泵浦源中的包层光剥除器。本发明通过将包层光剥除器内置于泵浦源中，使得包层光剥除器可以剥除泵浦源内部光纤上的包层光，从而解决传统结构由于包层光剥除器设置在泵浦源外部而导致泵浦源内部单包层光纤的包层光过大的问题。
以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种半导体激光装置，其特征在于，包括：
泵浦源，所述泵浦源上设有供光纤穿过的通孔，所述泵浦源内部设有光源，所述泵浦源具有将所述光源发出的光耦合进光纤的光耦合位；
包层光剥除器，内嵌于所述泵浦源中，所述包层光剥除器包括光输入端口和相对所述光输入端口设置的光输出端口，所述光输入端口固定于所述光耦合位，所述光输出端口与所述通孔连通；
所述光纤经所述通孔设置于所述包层光剥除器的内部，其中，所述光纤包括光耦合端，所述光纤的光耦合端位于所述包层光剥除器的光输入端口处并对应所述光耦合位；
所述包层光剥除器包括端帽和包层光剥除器主体，所述包层光剥除器主体为两端开口的中空结构，所述端帽至少一部分嵌套于所述包层光剥除器主体的一端，所述端帽形成所述包层光剥除器的所述光输入端口，所述光纤的一部分置于所述包层光剥除器主体内且所述光耦合端与所述端帽熔接。
2.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于，所述光纤包括位于所述包层光剥除器内的第一光纤段及位于所述包层光剥除器外的第二光纤段；所述第一光纤段包括第一腐蚀段，所述第一腐蚀段的直径小于所述第二光纤段的直径。
3.根据权利要求2所述的半导体激光装置，其特征在于，所述光纤包括纤芯和包裹所述纤芯的包层，所述第一腐蚀段的包层的外径与内径之差小于所述第二光纤段的包层的外径与内径之差。
4.根据权利要求2所述的半导体激光装置，其特征在于，所述第一光纤段还包括第二腐蚀段，所述第一腐蚀段靠近所述光耦合端设置，所述第二腐蚀段位于所述第一腐蚀段远离所述光耦合端的一侧；其中，所述第二腐蚀段的直径小于所述第二光纤段的直径，且大于所述第一腐蚀段的直径。
5.根据权利要求4所述的半导体激光装置，其特征在于，所述光纤包括纤芯和包裹所述纤芯的包层，所述第二腐蚀段的包层的外径与内径之差小于所述第二光纤段的包层的外径与内径之差，且大于所述第一腐蚀段的包层的外径与内径之差。
6.根据权利要求5所述的半导体激光装置，其特征在于，所述第二腐蚀段的包层表面为散射面。
7.根据权利要求3或6所述的半导体激光装置，其特征在于，所述第一腐蚀段的包层表面为散射面。
8.根据权利要求3所述的半导体激光装置，其特征在于，所述第一腐蚀段的包层的外径与内径之差的范围在0.5微米-12微米。
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