CN205122992U - 一种双端光纤耦合输出的半导体激光器结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双端光纤耦合输出的半导体激光器结构，包括具有一个台阶热沉的封装壳体，封装壳体的台阶热沉上间隔一定距离焊接有若干个单管激光器芯片，所述若干个单管激光器芯片镜像设置为相互平行的两排并沿单管激光器芯片出光方向错开一定距离，将上述双端光纤耦合输出的半导体激光器作为泵浦源应用在激光系统中，采用双端光纤耦合输出的半导体激光器替代了两个单端输出半导体激光器,并且仅用一块电源电路板即可满足需求。因此采用该半导体激光器可以有效减小PA泵浦源约20%的体积、降低泵浦源约10%的成本，更能适应小功率脉冲/连续激光器朝小型化、低成本方向发展的需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种双端光纤耦合输出的半导体激光器结构，属于激光技术领域。
背景技术
近年来光纤激光器技术迅猛发展，半导体激光器作为泵浦源具有转换效率高、寿命长、体积小、重量轻、可靠性高等优点，受到了较多的重视。
小功率脉冲/连续光纤激光器作为激光市场重要的组成部分逐步朝着低成本、小型化、高功率的方向转变。一般来讲，小功率脉冲/连续光纤激光器由主震-放大（MOPA）结构组成。受限于放大器（PA）耦合器单臂承受功率，通常采用（2+1）*1耦合器将两个相同的单管或多单管半导体激光器输出光耦合进放大系统。
这种系统的工作原理是：种子源射出的激光经耦合器进入掺Yb双包层光纤，最终由输出头输出。两个单端输出半导体激光器作为放大器的泵浦源，两块电源电路板分别为两个泵浦管提供电能。这种方式较为简单直接，但是存在两个泵浦管占用较大空间、封装成本及电路成本偏高、生产实际操作复杂等缺点。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于针对上述半导体激光器模块的缺点，提供一种体积小、成本低、性能可靠的双端光纤耦合输出的半导体激光器结构。
为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：
一种双端光纤耦合输出的半导体激光器结构，包括具有一个台阶热沉的封装壳体，封装壳体的台阶热沉上间隔一定距离焊接有若干个单管激光器芯片，所述若干个单管激光器芯片镜像设置为相互平行的两排并沿单管激光器芯片出光方向错开一定距离。
以下是本实用新型对上述方案的进一步优化：
每一排单管激光器芯片的出光方向上分别与之一一对应同轴设置有快轴准直透镜、慢轴准直透镜和反光镜。
进一步优化：若干个快轴准直透镜、若干个慢轴准直透镜和若干个反光镜均设置在两排单管激光器芯片中间的封装壳体上。
进一步优化：每个反光镜与单管激光器芯片的出光方向成45±5度角，相邻两个反光镜的夹角为90±10度。
进一步优化：每排反射镜的光线射出方向的位置分别对应设置有一个会聚透镜和激光输出单元。
进一步优化：该会聚透镜表面设置有对半导体激光器波长高透的增透膜。
进一步优化：该激光输出单元为单独的两根光纤。
进一步优化：所述激光输出单元的输出光纤上都刻有对激光器装置波长高反、半导体激光器波长高透的光栅。
将上述双端光纤耦合输出的半导体激光器作为泵浦源应用在激光系统中，采用双端光纤耦合输出的半导体激光器替代了两个单端输出半导体激光器,并且仅用一块电源电路板即可满足需求。因此采用该半导体激光器可以有效减小PA泵浦源约20%的体积、降低泵浦源约10%的成本，更能适应小功率脉冲/连续激光器朝小型化、低成本方向发展的需求。
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
附图说明
附图1是本实用新型实施例中半导体激光器的结构示意图；
附图2是本实用新型实施例半导体激光器在激光器系统中的应用示意图。
图中：101-种子源；103-电源电路板；104-激光经耦合器；105-掺Yb双包层光纤；106-输出头；202-双端光纤耦合输出的半导体激光器；301-封装壳体；302-单管激光器芯片；303-快轴准直透镜；304-慢轴准直透镜；305-反光镜；306-会聚透镜；307-固定架；308-独立的两根光纤。
具体实施方式
实施例，如图1所示，一种双端光纤耦合输出的半导体激光器结构，包括具有一个台阶热沉的封装壳体301，封装壳体301的台阶热沉上间隔一定距离焊接有若干个单管激光器芯片302，所述若干个单管激光器芯片302镜像设置为相互平行的两排并沿单管激光器芯片302出光方向错开一定距离。
每个单管激光器芯片302的出光方向上分别一一对应同轴设置有快轴准直透镜303、慢轴准直透镜304和反光镜305。
若干个快轴准直透镜303、若干个慢轴准直透镜304和若干个反光镜305均设置在两排单管激光器芯片302中间的封装壳体301上。
每个反光镜305与单管激光器芯片302的出光方向成45度角，相邻两个反光镜的夹角为90度。
每排反射镜305的光线射出方向的位置分别对应设置有一个会聚透镜306和激光输出单元。
该激光输出单元为独立的两根光纤308。
通过调节反射镜305将由两个半导体激光器组发出的两组平行光束分别堆叠成轮廓近似方形的光斑。最后两光斑分别经各自对应的会聚透镜306聚焦后耦合入独立的两根光纤308中。独立的两根光纤308被用胶水固定在固定架307上。
如图2所示，将上述双端光纤耦合输出的半导体激光器作为泵浦源应用在激光系统中，该激光系统包括种子源101，种子源101的输出端按照激光的输出方向依次连接有激光经耦合器104、掺Yb双包层光纤105、输出头106；
双端光纤耦合输出的半导体激光器202与激光经耦合器104连接，双端光纤耦合输出的半导体激光器202连接有一块电源电路板203，提供电能。
本实用新型采用双端光纤耦合输出的半导体激光器替代了两个单端输出半导体激光器,并且仅用一块电源电路板203即可满足需求。这种方案可有效减小PA泵浦源的体积、提高材料利用率、降低原材料成本和人工成本，更能适应小功率脉冲/连续激光器朝小型化、低成本方向发展的需求。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第1”、“第2”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“若干个”的含义是两个或两个以上，图示的数量仅用作示例的目的。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有各种改动和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种双端光纤耦合输出的半导体激光器结构，包括具有一个台阶热沉的封装壳体（301），其特征在于：封装壳体（301）的台阶热沉上间隔一定距离焊接有若干个单管激光器芯片（302），所述若干个单管激光器芯片（302）镜像设置为相互平行的两排并沿单管激光器芯片（302）出光方向错开一定距离。
2.根据权利要求1所述的一种双端光纤耦合输出的半导体激光器结构，其特征在于：每个单管激光器芯片（302）的出光方向上分别与之一一对应同轴设置有快轴准直透镜（303）、慢轴准直透镜（304）和反光镜（305）。
3.根据权利要求1所述的一种双端光纤耦合输出的半导体激光器结构，其特征在于：若干个快轴准直透镜（303）、若干个慢轴准直透镜（304）和若干个反光镜（305）均设置在两排单管激光器芯片（302）中间的封装壳体（301）上。
4.根据权利要求1所述的一种双端光纤耦合输出的半导体激光器结构，其特征在于：每个反光镜（305）与单管激光器芯片（302）的出光方向成45±5度角，相邻两个反光镜的夹角为90±10度角。
5.根据权利要求1所述的一种双端光纤耦合输出的半导体激光器结构，其特征在于：每排反射镜（305）的光线射出方向的位置分别对应设置有一个会聚透镜（306）和激光输出单元。
6.根据权利要求5所述的一种双端光纤耦合输出的半导体激光装置，其特征在于：该会聚透镜（306）表面设置有对半导体激光器波长高透的增透膜。
7.根据权利要求5所述的一种双端光纤耦合输出的半导体激光器结构，其特征在于：该激光输出单元为独立的两根光纤（308）。
8.根据权利要求7所述的一种双端光纤耦合输出的半导体激光器，其特征在于：所述激光输出单元的输出光纤上都刻有对激光器装置波长高反、半导体激光器波长高透的光栅。
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