CN209929680U - 一种增强型垂直腔面半导体激光器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种增强型垂直腔面半导体激光器，包括：基板，所述基板上端表面固定设置有罩体，所述基板底端均匀设置有三组电源支柱，所述罩体的内部中心处固定设置有安装座。本实用新型体积紧凑，同时单封装功率输出功率高，且单光束输出，与封装阵列相比，同样功率情况下光束质量更高，本实用利用集成光学的方式，将放大级与VCSEL集成在一起，达到单颗VCSEL输出功率增大5‑10倍的效果，使得单颗VCSEL满足百米级的探测发射功率需求，经过反射镜后入射晶体内，对1550nm激光进行放大，从而实现单颗封装的大功率输出，同时晶体的侧面在放大光的入射处镀有增透膜，其他区域镀有反射膜，使其在晶体内部可以多次反射充分吸收，获得更大的增益。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光器领域，具体为一种增强型垂直腔面半导体激光器。
背景技术
垂直腔面半导体激光器具有体积小、圆形输出光斑、单纵模输出、阈值电流小、价格低廉、易集成为大面积阵列等优点，广泛应用于光通信、光互连、3D人脸识别、激光雷达等领域。
在光通信、3D人脸识别等领域，由于工作距离一般很近，因此单颗VCSEL就可以满足发射需求，但是在在激光雷达领域由于单个VCSEL功率较低，因此无法满足百米以上的探测需求，目前的解决方案是才有VCSEL阵列的方式增强功率，从而满足探测距离的需求，如果探测距离更远，阵列数量过多的话，器件尺寸以及输出光斑尺寸将变得很大，制作难度增大。
现有技术有以下不足：传统激光器体积较大，使用不便，同时传统的激光器无法达到单颗VCSEL输出功率增大5-10倍的效果，因此无法使得单颗VCSEL满足百米级的探测发射功率需求，无法保证整体使用效果。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种增强型垂直腔面半导体激光器，以解决传统激光器体积较大，使用不便，同时传统的激光器无法达到单颗VCSEL输出功率增大5-10倍的效果，因此无法使得单颗VCSEL满足百米级的探测发射功率需求等问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种增强型垂直腔面半导体激光器，包括：基板，所述基板上端表面固定设置有罩体，所述基板底端均匀设置有三组电源支柱，所述罩体的内部中心处固定设置有安装座，所述安装座内部中心处通过开设安装槽安装有一号芯片、两组二号芯片，且两组所述二号芯片安装在一号芯片的两侧，两组所述二号芯片上端均匹配安装有微型柱透镜，所述安装座的上端两侧安装有反射镜，所述安装座的上端在反射镜之间安装有晶体，通过利用集成光学的方式，将放大级与VCSEL集成在一起，达到单颗VCSEL输出功率增大5-10倍的效果，使得单颗VCSEL满足百米级的探测发射功率需求，同时通过三个激光芯片封装在一个罩体2内，其中一号芯片5是VCSEL激光芯片，发射激光波长为1550nm，另外两个二号芯片6为边发光激光芯片，且发射功率为915nm，同时晶体9为掺铒铌酸锂，两个915nm激光先经过光学系统整形，使得光束在晶体9内与1550nm的光束匹配程度更好,从而使得光放大倍率更高，所述晶体内壁在放大光的入射处镀有放大光增透膜，所述晶体内壁其他区域均镀有放大光反射膜，利用反射镜8与晶体9匹配使用，光束经过反射镜8后入射晶体9内，进而对1550nm激光进行放大，从而实现单颗封装的大功率输出，通过晶体9的侧面在放大光的入射处镀有放大光增透膜10，其他区域镀有放大光反射膜11，使其在晶体9内部可以多次反射充分吸收，获得更大的增益，同时本实用单光束输出，与封装阵列相比，同样功率情况下光束质量更高。
优选的，所述罩体为矩形结构，且罩体整体采用透明材质制成，保证了光束的高效穿透。
优选的，所述一号芯片安装在安装座内部中心处位置，所述一号芯片为VCSEL激光芯片，且一号芯片的发射激光波长为1550nm，从而使得光放大倍率更高。
优选的，两组所述二号芯片均匀安装在一号芯片的两侧，所述二号芯片为边发光激光芯片，且二号芯片的发射功率为915nm，从而使得光放大倍率更高。
优选的，所述反射镜均匀安装在晶体外部，且反射镜与晶体靠近的一端采用直角设置，进而可有效的对光束进行高效的反射处理。
优选的，所述晶体为掺铒铌酸锂，保证了整体使用效果。
本实用新型提供了一种增强型垂直腔面半导体激光器，具备以下
有益效果：
(1)本实用新型整体体积紧凑，同时单封装功率输出功率高，通过利用集成光学的方式，将放大级与VCSEL集成在一起，达到单颗VCSEL输出功率增大5-10倍的效果，使得单颗VCSEL满足百米级的探测发射功率需求，同时通过三个激光芯片封装在一个罩体内，其中一号芯片是VCSEL激光芯片，发射激光波长为1550nm，另外两个二号芯片为边发光激光芯片，且发射功率为915nm，同时晶体为掺铒铌酸锂，两个915nm激光先经过光学系统整形，使得光束在晶体内与1550nm的光束匹配程度更好,从而使得光放大倍率更高，保证了整体放大效果。
(2)本实用新型利用反射镜与晶体匹配使用，光束经过反射镜后入射晶体内，进而对1550nm激光进行放大，从而实现单颗封装的大功率输出，通过晶体的侧面在放大光的入射处镀有放大光增透膜，其他区域镀有放大光反射膜，使其在晶体内部可以多次反射充分吸收，获得更大的增益，同时本实用单光束输出，与封装阵列相比，同样功率情况下光束质量更高。
附图说明
图1为本实用新型的整体的结构示意图；
图2为本实用新型的晶体内部结构示意图；
图3为本实用新型的罩体内部结构示意图。
图中：1、基板；2、罩体；3、电源支柱；4、安装座；5、一号芯片；6、二号芯片；7、微型柱透镜；8、反射镜；9、晶体；10、放大光增透膜；11、放大光反射膜。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1-3所示，本实用新型提供一种技术方案：一种增强型垂直腔面半导体激光器，包括：基板1，所述基板1上端表面固定设置有罩体2，所述基板1底端均匀设置有三组电源支柱3，所述罩体2的内部中心处固定设置有安装座4，所述安装座4内部中心处通过开设安装槽安装有一号芯片5、两组二号芯片6，且两组所述二号芯片6安装在一号芯片5的两侧，两组所述二号芯片6上端均匹配安装有微型柱透镜7，所述安装座4的上端两侧安装有反射镜8，所述安装座4的上端在反射镜8之间安装有晶体9，所述晶体9内壁在放大光的入射处镀有放大光增透膜10，所述晶体9内壁其他区域均镀有放大光反射膜11。
进一步，所述罩体2为矩形结构，且罩体2整体采用透明材质制成，保证了光束的高效穿透；
进一步，所述一号芯片5安装在安装座4内部中心处位置，所述一号芯片5为VCSEL激光芯片，且一号芯片5的发射激光波长为1550nm，从而使得光放大倍率更高；
进一步，两组所述二号芯片6均匀安装在一号芯片5的两侧，所述二号芯片6为边发光激光芯片，且二号芯片6的发射功率为915nm，从而使得光放大倍率更高；
进一步，所述反射镜8均匀安装在晶体9外部，且反射镜8与晶体9靠近的一端采用直角设置，通过采用直角设置，进而可有效的对光束进行高效的反射处理；
进一步，所述晶体9为掺铒铌酸锂，具体使用中，保证了整体使用效果。
工作原理：在使用时，本发明将利用集成光学的方式，将放大级与VCSEL集成在一起，达到单颗VCSEL输出功率增大5-10倍的效果，使得单颗VCSEL满足百米级的探测发射功率需求，同时通过三个激光芯片封装在一个罩体2内，其中一号芯片5是VCSEL激光芯片，发射激光波长为1550nm，两个二号芯片为边发光激光芯片，且发射功率为915nm，同时晶体9为掺铒铌酸锂，两个915nm激光先经过光学系统整形准直整形，使得光束在晶体9内与1550nm的光束匹配程度更好,从而使得光放大倍率更高，经过反射镜8后入射晶体9内，对1550nm激光进行放大，从而实现单颗封装的大功率输出，晶体9的侧面在放大光的入射处镀有放大光增透膜10，其他区域镀有放大光反射膜11，使其在晶体9内部可以多次反射充分吸收，获得更大的增益。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种增强型垂直腔面半导体激光器，其特征在于，包括：基板(1)，所述基板(1)上端表面固定设置有罩体(2)，所述基板(1)底端均匀设置有三组电源支柱(3)，所述罩体(2)的内部中心处固定设置有安装座(4)，所述安装座(4)内部中心处通过开设安装槽安装有一号芯片(5)、两组二号芯片(6)，且两组所述二号芯片(6)安装在一号芯片(5)的两侧，两组所述二号芯片(6)上端均匹配安装有微型柱透镜(7)，所述安装座(4)的上端两侧安装有反射镜(8)，所述安装座(4)的上端在反射镜(8)之间安装有晶体(9)，所述晶体(9)内壁在放大光的入射处镀有放大光增透膜(10)，所述晶体(9)内壁其他区域均镀有放大光反射膜(11)。
2.根据权利要求1所述的一种增强型垂直腔面半导体激光器，其特征在于：所述罩体(2)为矩形结构，且罩体(2)整体采用透明材质制成。
3.根据权利要求1所述的一种增强型垂直腔面半导体激光器，其特征在于：所述一号芯片(5)安装在安装座(4)内部中心处位置，所述一号芯片(5)为VCSEL激光芯片，且一号芯片(5)的发射激光波长为1550nm。
4.根据权利要求1所述的一种增强型垂直腔面半导体激光器，其特征在于：两组所述二号芯片(6)均匀安装在一号芯片(5)的两侧，所述二号芯片(6)为边发光激光芯片，且二号芯片(6)的发射功率为915nm。
5.根据权利要求1所述的一种增强型垂直腔面半导体激光器，其特征在于：所述反射镜(8)均匀安装在晶体(9)外部，且反射镜(8)与晶体(9)靠近的一端采用直角设置。
6.根据权利要求1所述的一种增强型垂直腔面半导体激光器，其特征在于：所述晶体(9)为掺铒铌酸锂。
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