CN210490075U - 半导体激光器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及激光器技术领域,公开了一种半导体激光器。该半导体激光器。包括:偏振合束器,设有透射端面、反射端面和出射端面;第一发光模块,其发射的激光自透射端面至出射端面透射经过偏振合束器;第二发光模块,其发射的激光自反射端面进入偏振合束器,并于偏振合束器内反射,然后自出射端面射出;聚焦透镜,用于接收自出射端面射出的激光;光纤,用于接收自聚焦透镜射出的激光。第一及第二发光模块发射至聚焦透镜上的激光均要比传统的半导体激光器更为集中,通过简单调节第一发光模块与第二发光模块相对偏振合束器的位置,可使第一发光模块与第二发光模块发出且由出射端面射出的激光束基本重合,从而使输出的激光亮度更高,质量更好。
Description
【技术领域】
本实用新型实施例涉及激光器技术领域,尤其涉及一种半导体激光器。
【背景技术】
随着科技的快速发展,半导体激光器的应用得到大面积的推广。近年来,为提升半导体激光器的使用性能,其功率不断提高;而相应的,用户在期望半导体激光器功率提高的同时,还能够保证其具有高光束质量以及高亮度的性能。
目前市场上的半导体激光器大多采用空间合束结构,具体可参见图1及图2,其分别示出了传统半导体激光器结构的俯视图和主视图,该半导体激光器100包括两个以上平行排列成一排的发光模块110、用于接收发光模块110发出的激光并对其进行聚焦的聚焦透镜120、用于接收自聚焦透镜120出射的激光的光纤130,以及用于安装上述各部件的壳体140。其中,发光模块110包括依次排列的半导体激光芯片111、快轴准直透镜112、慢轴准直透镜113以及反射镜114,半导体激光芯片111发出的激光依次经过上述快轴准直透镜112、慢轴准直透镜113以及反射镜114到达上述聚焦透镜120处。壳体140上设有沿图2高度方向彼此错开的两个以上承载台阶141,其中,相邻的两承载台阶141之间,靠近聚焦透镜120一侧的承载台阶141低于远离聚焦透镜120一侧的承载台阶141,上述各发光模块110与各承载台阶141一一对应且分别设于上述承载台阶141上,以使各发光模块110发射的激光彼此错开,从而避免位于靠近聚焦透镜120一侧的反射镜114遮挡远离聚焦透镜120一侧的发光模块110发射的激光。本实用新型的发明人在实现本实用新型的过程中发现:在该传统半导体激光器结构的框架下,为了提高半导体激光器的输出功率,该半导体激光器需要相应增加半导体激光芯片的数量,但是增加半导体激光芯片会造成准直光束在高度方向(图2)上的尺寸过大,相应的,NA值(激光进入光纤时锥角的大小)也相应增大,从而导致光纤130出射的光束亮度提升不明显,光束质量较低。
【实用新型内容】
本实用新型旨在提供一种半导体激光器,以解决目前的半导体激光器的出射激光亮度及质量较低的技术问题。
本实用新型解决其技术问题采用以下技术方案:
一种半导体激光器,包括:
偏振合束器,设有透射端面、反射端面和出射端面;
第一发光模块,用于发射激光,所述第一发光模块发射的激光自所述透射端面至所述出射端面透射经过所述偏振合束器;
第二发光模块,用于发射激光,所述第二发光模块发射的激光自所述反射端面进入所述偏振合束器,并于所述偏振合束器内反射,然后自所述出射端面射出;
聚焦透镜,用于接收自所述出射端面射出的激光,并进行聚焦;
光纤,用于接收自所述聚焦透镜射出的激光。
作为上述技术方案的进一步改进方案,所述第一发光模块包括依次排列的第一半导体激光芯片、第一快轴准直透镜以及第一慢轴准直透镜,所述第一半导体激光芯片发出的激光可依次经过所述第一快轴准直透镜以及第一慢轴准直透镜。
作为上述技术方案的进一步改进方案,所述第一发光模块还包括第一反射镜,所述第一反射镜与所述第一快轴准直透镜分别设于所述第一慢轴准直透镜的两侧;
所述第一反射镜用于接收自所述第一慢轴准直透镜出射的激光,并将接收的所述激光反射至所述透射端面。
作为上述技术方案的进一步改进方案,所述第二发光模块包括依次排列的第二半导体激光芯片、第二快轴准直透镜以及第二慢轴准直透镜,所述第二半导体激光芯片发出的激光可依次经过所述第二快轴准直透镜以及第二慢轴准直透镜。
作为上述技术方案的进一步改进方案,所述第二发光模块还包括第二反射镜,所述第二反射镜与所述第二快轴准直透镜分别设于所述第二慢轴准直透镜的两侧;
所述第二反射镜用于接收自所述第二慢轴准直透镜出射的激光,并将接收的所述激光反射至所述反射端面。
作为上述技术方案的进一步改进方案,还包括反射器;
所述第二发光模块还包括第二反射镜,所述第二反射镜与所述第二快轴准直透镜分别设于所述第二慢轴准直透镜的两侧,所述第二反射镜用于接收自所述第二慢轴准直透镜出射的激光,并将接收的所述激光反射至所述反射器;
所述反射器用于接收自所述第二反射镜出射的激光,并将接收的所述激光反射至所述反射端面。
作为上述技术方案的进一步改进方案,所述第一发光模块的数量为两个以上,所述两个以上第一发光模块的各所述第一半导体激光芯片沿所述偏振合束器的高度方向错开设置,所述第二发光模块与所述第一发光模块一一对应,相互对应的所述第一半导体激光芯片与所述第二半导体激光芯片相对所述偏振合束器位于同一高度。
作为上述技术方案的进一步改进方案,所述第一发光模块与所述第二发光模块相对设置,沿自所述第一反射镜指向偏振合束器的方向,所述第二发光模块与所述第一发光模块之间相互错开。
作为上述技术方案的进一步改进方案,所述第一半导体激光芯片与所述第二半导体激光芯片相对设置;
沿自所述第一反射镜指向所述偏振合束器的方向,所述第一半导体激光芯片与所述第二半导体激光芯片之间相互错开;
沿自所述第一半导体激光芯片指向所述第一慢轴准直透镜的方向,所述第一半导体激光芯片位于所述第二半导体激光芯片与所述第二慢轴准直透镜之间。
作为上述技术方案的进一步改进方案,所述第一半导体激光芯片与所述第二半导体激光芯片相对设置;
沿自所述第一反射镜指向所述偏振合束器的方向,所述第一半导体激光芯片与所述第二半导体激光芯片之间相互错开;
沿自所述第一半导体激光芯片指向所述第一慢轴准直透镜的方向,所述第二半导体激光芯片位于所述第一半导体激光芯片与所述第一慢轴准直透镜之间。
本实用新型的有益效果是:
本实用新型提供的半导体激光器包括偏振合束器、第一发光模块、第二发光模块、聚焦透镜以及光纤。其中,偏振合束器设有透射端面、反射端面和出射端面;第一发光模块发射的激光能够自上述透射端面至上述出射端面透射经过上述偏振合束器;上述第二发光模块发射的激光能够自上述反射端面至上述出射端面反射经过上述偏振合束器。
相比目前市场上的半导体激光器中的各发光模块平行排列成一排进行合束,本实用新型实施例提供的半导体激光器相当于将发光模块分成两个模块,即是:第一发光模块与第二发光模块,其中,第一发光模块发出的激光从偏振合束器的透射端面透射经过该偏振合束器,而第二发光模块发出的激光从反射端面进入偏振合束器,于偏振合束器内反射并经由出射端面射出。借助发光模块分组的设计,第一发光模块和第二发光模块的数量相对目前市场上的半导体激光器中的发光模块均要少,故第一发光模块和第二发光模块发射至聚焦透镜上的激光均要更为集中,而通过简单调节第一发光模块与第二发光模块相对偏振合束器的位置,可以使第一发光模块与第二发光模块发出且由出射端面射出的激光束基本重合,进而减小NA值(激光进入光纤的锥角),从而可使光纤输出的激光亮度更高,光束质量更好。
【附图说明】
一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1为传统的半导体激光器的俯视图;
图2为图1中传统的半导体激光器的主视图;
图3为本实用新型其中一实施例提供的半导体激光器的俯视图;
图4为图3中的半导体激光器的主视图;
图5为图3中偏振合束器的示意图;
图6为图3中各第一发光模块与各第二发光模块错开设置的示意图;
图7为本实用新型另一实施例提供的半导体激光器的俯视图。
【具体实施方式】
为了便于理解本实用新型,下面结合附图和具体实施例,对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是,当元件被表述“固定于”/“固接于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义,本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
此外,下面所描述的本实用新型不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
在本说明书中,所述“安装”包括焊接、螺接、卡接、粘合等方式将某一元件或装置固定或限制于特定位置或地方,所述元件或装置可在特定位置或地方保持不动也可在限定范围内活动,所述元件或装置固定或限制于特定位置或地方后可进行拆卸也可不能进行拆卸,在本实用新型实施例中不作限制。
请参阅图3至图4,其分别示出了本实用新型其中一实施例提供的半导体激光器的俯视图及主视图,该半导体激光器200包括第一发光模块210、第二发光模块220、偏振合束器230、聚焦透镜240、光纤250、反射器270,以及用于安装上述各部件的壳体260。第一发光模块210与第二发光模块220均用于发射激光,其中,第一发光模块210的发出的激光以透射的方式经过偏振合束器230并到达聚焦透镜240处,第二发光模块220发出的激光以反射的方式依次经过反射器270和偏振合束器230并到达上述聚焦透镜240处,聚焦透镜240对第一发光模块210与第二发光模块220发出的激光进行耦合并聚焦引导至光纤250。
对于上述第一发光模块210,请参照图3,该第一发光模块210包括依次排列的第一半导体激光芯片211、第一快轴准直透镜212、第一慢轴准直透镜213以及第一反射镜214,第一半导体激光芯片211发出的激光可依次经过第一快轴准直透镜212、第一慢轴准直透镜213以及第一反射镜214到达偏振合束器230。其中,第一快轴准直透镜212及第一慢轴准直透镜213均用于为第一发光模块210发出的激光进行准直处理;第一反射镜214与第一快轴准直透镜212分别位于第一慢轴准直透镜213的两侧,第一反射镜214用于接收自第一慢轴准直透镜213出射的激光并将该激光反射至偏振合束器230,即是对第一半导体激光芯片211发出的激光进行换向处理。可以理解的是,在本实用新型的其他实施例中,第一发光模块210也可以不包括第一反射镜214,即是:第一半导体激光芯片211发出的激光直接经过第一快轴准直透镜212及第一慢轴准直透镜213到达偏振合束器230处。
第一发光模块210的数量可以是一个,也可以是两个以上,在本实施例中,第一发光模块210的数量为三个,该三个第一发光模块210之间平行排列成一排。
为避免靠近偏振合束器230一侧的第一反射镜214遮挡住远离偏振合束器230一侧的第一反射镜214反射出的激光,而影响光路的正常传播,壳体260设有三个第一承载台阶261,该三个第一承载台阶261相对壳体260底部的高度均不相同。在本实施例中,自远离偏振合束器230的一端向靠近偏振合束器230的一端,该三个第一承载台阶261的高度逐渐降低,上述三个第一发光模块210分别单独设置于该三个第一承载台阶261上,以使三个第一发光模块210经过各自的第一反射镜214出射的光线彼此错开。可以理解的是,在本实用新型其他实施例中,还可以通过其他方式实现将各第一发光模块出射的光线彼此错开,只要沿垂直于第一反射镜指向偏振合束器的方向,使各第一发光模块的第一反射镜各自错开即可;例如:在本实用新型的一些实施例中,各第一发光模块平行排成一排,且相对壳体底部安装于同一高度平面,然后沿垂直于自第一反射镜指向偏振合束器的方向,使各第一发光模块的第一反射镜之间彼此错开,从而实现各第一发光模块出射的激光彼此错开;又例如:在本实用新型的又一些实施例中,各第一发光模块沿壳体的高度方向平行排列成一排,使各第一发光模块的第一反射镜之间彼此错开,从而实现各第一发光模块出射的激光错开。
对于上述第二发光模块220,请参照图3,该第二发光模块220与第一发光模块210相对设置,与第一发光模块210相似,该第二发光模块220包括依次排列的第二半导体激光芯片221、第二快轴准直透镜222、第二慢轴准直透镜223以及第二反射镜224,第二半导体激光芯片221发出的激光可依次经过第二快轴准直透镜222、第二慢轴准直透镜223以及第二反射镜224。其中,第二快轴准直透镜222及第二慢轴准直透镜223均用于为第二发光模块220发出的激光进行准直处理;第二反射镜224与第二快轴准直透镜222分别位于所述第二慢轴准直透镜223的两侧,该第二反射镜224用于接收自第二慢轴准直透镜223出射的激光并将该激光反射至反射器270,即是对第二半导体激光芯片221发出的激光进行换向处理。可以理解的是,在本实用新型的其他实施例中,第二发光模块220也可以不包括第二反射镜224,即是:第二半导体激光芯片221发出的激光直接经过第二快轴准直透镜222及第二慢轴准直透镜223到达反射器270处。
第二发光模块220的数量可以是一个,也可以是两个以上,在本实施例中,第二发光模块220的数量为三个,该三个第二发光模块220之间平行排列成一排。
为避免靠近反射器270一侧的第二反射镜224遮挡住远离反射器270一侧的第二反射镜224反射出的激光,而影响光路的正常传播,壳体260设有三个第二承载台阶,该三个第二承载台阶与上述三个第一承载台阶261一一对应,且相互对应的第二承载台与第一承载台阶261相对壳体260的底部位于同一高度,具体可参照图3中虚线示出的部分,相邻两虚线之间为相互对应的第一承载台阶261(图3中虚线下半部)与第二承载台(图3中虚线上半部)。各第二承载台的设置能够使各第二发光模块220经过各自的第二反射镜224出射的光线彼此错开;同时,由于相互对应的第二发光模块220与第一发光模块210相对偏振合束器230也处于同一高度,则第二发光模块220经过反射器270反射至偏振合束器230的激光的高度位置,与同一高度的第一发光模块210出射的到达偏振合束器230的激光的高度相同,即是:各第一发光模块210发出的激光与第二发光模块发出的激光到达反射器270上的高度范围相同,则经过偏振合束器230出射后的高度范围也相同,从而能够避免增加半导体激光芯片数量的同时,NA值增大、激光出光亮度及质量不理想的弊端。以六个发光模块为例,本实施例提供的半导体激光器200的NA值为传统半导体激光器100的NA值的近一半,故本实施例提供的半导体激光器200的出光质量及亮度均优于传统半导体激光器100。
应当理解,在本实用新型其他实施例中,还可以通过其他方式实现将各第二发光模块出射的光线彼此错开,只要沿垂直于第二反射镜指向反射器的方向,各第二发光模块的第二反射镜各自错开即可;例如:在本实用新型的一些实施例中,各第二发光模块平行排成一排,且相对壳体底部安装于同一高度平面,然后沿垂直于自第二反射镜指向反射器的方向,使各第二发光模块的第二反射镜之间彼此错开,从而实现各第二发光模块出射的激光错开;又例如:在在本实用新型的又一些实施例中,各第二发光模块沿壳体的高度方向平行排列成一排,使各第二发光模块第二反射镜之间彼此错开,从而实现各第二发光模块出射的激光错开。
对于上述反射器270,请参照图3,反射器270用于接收自各第二发光模块220出射的激光,并将其接收的激光反射至偏振合束器230。
对于上述偏振合束器230,参照图5,其示出了偏振合束器230的示意图,同时结合图3与图4,该偏振合束器230由相对设置的两个三棱镜胶接固定而成,其设有透射端面231、反射端面232和出射端面233。其中,透射端面231用于接收自第一发光模块210出射的激光,反射端面232用于接收自上述第二发光模块220出射并经过反射器270反射的激光,上述第一发光模块210与第二发光模块220发出并进入偏振合束器230的激光自上述出射端面233射出。在本实施例中,上述两个三棱镜的横截面呈等腰三角形状,胶接后的偏振合束器230的横截面呈矩形,透射端面231、反射端面232和出射端面233均为上述三棱镜的侧面,其中,透射端面231平行于出射端面233且两者相对设置,反射端面232垂直于出射端面233且与该出射端面233均设于同一三棱镜。
本实用新型利用激光中的P偏振光能够透射通过偏振合束器230、激光中的S偏正光能够以反射形式通过偏振合束器230的特点,同时结合半导体激光器发射的激光中P光比例非常高的特性,将第一发光模块210出射的光线引导至上述透射端面231,则大部分的光束能够透射经过该偏振合束器230;同时将第二发光模块220发出的光束经过反射器270引导至反射端面232,则激光中的S光能够于两三棱镜交界处发生反射,然后经过出射端面233射出。
进一步地,反射端面232处设有半波片234,其用于将第二发光模块220发射的激光中的P偏振光调制成S偏振光,从而使由第二发光模块220发射并进入偏振合束器230的激光中的大部分光束以反射的形式从出射端面233射出偏振合束器230。
更进一步地,为简化光路,本实施例中第一半导体激光芯片211发射的激光与第一反射镜214的入射角(及反射角)为45度,同时由第一反射镜214反射的激光垂直于透射端面231入射偏振合束器230;同理,第二半导体激光芯片221发射的激光与第二反射镜224及反射器270的入射角(及反射角)均为45度,即第二反射镜224与反射器270之间平行设置,同时由反射器270反射的激光垂直于反射端面232入射偏振合束器230。结合上述透射端面231、反射端面232及出射端面233的位置关系可知,第一发光模块210与第二发光模块220经过偏振合束器230出射的光束沿同一方向传播。
对于上述聚焦透镜240与光纤250,请继续参照图3,该聚焦透镜240与光纤250安装与壳体260,且依次设于出射端面233背离上述透射端面231的一侧。其中,聚焦透镜240用于对自偏振合束器230输出的光束进行聚焦处理并引导至光纤250的入射端口,光纤250远离聚焦透镜240的一端可输出耦合后的激光。
进一步地,由于第一反射镜214与第二反射镜224往往是在玻璃材料上镀反射膜制成,而激光的能量非常高,故部分激光可能会穿过相应的反射镜到达对面的发光模块;为避免相对设置的第一发光模块210发出的激光透射穿过第一反射镜214,然后依次经过与其相对设置且对应的第二发光模块220中的第二反射镜224、第二慢轴准直透镜223以及第二快轴准直透镜222到达第二半导体激光芯片221,从而引起第二半导体激光芯片221的损坏,本实用新型实施例中将各第一发光模块210与各第二发光模块220沿第一反射镜214指向偏振合束器230的方向相互错开设置。
具体的,请参照图6,其示出了各第一发光模块210与各第二发光模块220错开设置的示意图,为便于理解,该附图仅示出了一个第一发光模块210,请同时结合图1至图5,沿第一反射镜214指向偏振合束器230的透射端面231的方向,相互对应(即相对壳体底部高度相同)的第一承载台阶261与第二承载台阶之间错开,以使承载于其上的相对应的第一发光模块210与各第二发光模块220也错开。以第一发光模块210发出的激光为例,该激光光束能量主要集中于中央部位,两侧能量的比例很低,穿透第一反射镜214的激光分布也如上述情况,图中以三束光束示意;由于沿上述方向(第一反射镜214指向透射端面的方向),第一发光模块210与第二发光模块220相互错开,故中央的光束穿过第一反射镜214之后将传播至两第二发光模块220之间的间隙,左侧的光束则将被该第一发光模块210左侧的第一承载台阶和第二承载台阶阻挡而到达不了对面的第二半导体激光芯片221处,右侧的光束比例极小,即使其能够到达第二反射镜224,其也将被第二反射镜224阻挡,退一步的,即使右侧的光束能够穿过第二反射镜224、第二慢轴准直透镜223、第二快轴准直透镜222,则到达第二半导体激光芯片221的能量也极小,并不会对第二半导体激光芯片221造成损伤。此外,还可在图示的基础上适当调整第一发光模块与第二发光模块错开的间距,让激光左右的边缘光束无法入射到对面发光模块相应的的反射镜、慢轴准直透镜和快轴准直透镜上。同理,第二发光模块220发出的激光穿过第二反射镜224的情况也第一发光模块210基本相同,在此不赘述。综上所述,各第一发光模块210与各第二发光模块220的错开设置能够避免第一半导体激光芯片211与第二半导体激光芯片221的损坏,延长了该半导体激光器200的整体使用寿命。
以下结合各附图对本实用新型提供的半导体激光器的工作原理进行简要说明:
需要使用该激光时,触发相应开关(图中未示出),则各第一半导体激光芯片211发出的激光依次经过相应的第一快轴准直透镜212、第一慢轴准直透镜213和第一反射镜214,然后依次透射经过偏振合束器的透射端面231及出射端面233,之后透射经过聚焦透镜240,最后到达光纤250的入射端口并从光纤250的出射端口输出;各第二半导体激光芯片221发出的激光依次经过相应的第二快轴准直透镜222、第二慢轴准直透镜223和第二反射镜224,然后反射经过反射器270,再通过半波片234调制成S偏正光,之后由反射端面232进入偏振合束器230并于两三棱镜交界处反射并经由出射端面233射出,接下来透射经过聚焦透镜240,最后到达光纤250的入射端口并从光纤250的出射端口输出。
该半导体激光器包括第一发光模块210、第二发光模块220、偏振合束器230、聚焦透镜240以及光纤250。其中,偏振合束器230设有透射端面231、反射端面232和出射端面233;第一发光模块210发射的激光能够自上述透射端面231至上述出射端面233整体透射经过偏振合束器230;第二发光模块220发射的激光能够自上述反射端面232至上述出射端面233于偏振合束器230内反射经过该偏振合束器230。
相比目前市场上的半导体激光器中的各发光模块平行排列成一排进行合束的结构,本实用新型实施例提供的半导体激光器相当于将发光模块分成两个模块,即是:第一发光模块210与第二发光模块220,然后再经由偏振合束器230进行合束。其中,第一发光模块210发出的激光从偏振合束器230的透射端面透射经过该偏振合束器230,而第二发光模块220发出的激光从反射端面232进入偏振合束器230并在该偏振合束其内反射,之后自出射端面233射出。借助上述发光模块的分排设计,第一发光模块210和第二发光模块220的数量相对目前市场上的半导体激光器中的发光模块数量都要少,故第一发光模块210和第二发光模块220发射至偏振合束器230及聚焦透镜240上的激光均要比传统的半导体激光器更为集中;而通过简单调节第一发光模块210与第二发光模块220相对偏振合束器230的高度位置,如上述实施例中第一承载台阶261及第二承载台阶的设计,可以使第一发光模块210与第二发光模块220自出射端面233出射至聚焦透镜240的激光束基本重合,进而减小NA值(激光进入光纤的锥角),从而可使光纤输出的激光亮度更高,光束质量更好。
应当理解:在本实用新型的其他实施例中,反射器也可以没有,相应的,第二发光模块发出的激光直接经过半波片进入偏振合束器;各半导体激光芯片于相应的反射镜的入射角也可以是45度以外的其他角度;第一发光模块也可以不整体均设于第一承载台阶上,而只有第一半导体激光芯片设于第一承载台阶上,相应的,第一快轴准直透镜、第一慢轴准直透镜及第一反射镜均固定于壳体的底部,或者第一半导体激光芯片及第一反射镜设于上述第一承载台阶上,相应的,第一快轴准直透镜和第一慢轴准直透镜固定于壳体底部,只要使落在各第一反射镜上的光束沿偏振合束器的高度方向相互错开即可,第二发光模块与第一发光模块相同,在此不一一限定。
请参照图7,其示出了本实用新型另一实施例提供的半导体激光器300的俯视图,请同时结合图1至图6,该半导体激光器300包括第一发光模块310、第二发光模块320、偏振合束器330、聚焦透镜340、光纤350、反射器370,以及用于安装上述各部件的壳体360。该半导体激光器300与上一实施例中的半导体激光器200的主要不同在于:
第一实施例中的第一发光模块210与第二发光模块220整体结构沿第一半导体激光芯片指向第一反射镜的方向相对设置;而本实施例中的第一发光模块310与第二发光模块320整体结构沿第一半导体激光芯片指向第一反射镜的方向部分重合。
具体的,第一发光模块310包括依次排列的第一半导体激光芯片311、第一快轴准直透镜312、第一慢轴准直透镜313和第一反射镜314;第二发光模块320包括依次排列的第二半导体激光芯片321、第二快轴准直透镜322、第二慢轴准直透镜323和第二反射镜324。其中,第一半导体激光芯片311与第二半导体激光芯片321相对设置,且两者均位于偏振合束器330设有半波片的一侧,各第一半导体激光芯片311与第二半导体激光芯片321沿第一反射镜314指向偏振合束器330的方向错开,相对应的第一半导体激光芯片311与第二半导体激光芯片321相对偏振合束器330位于同一高度。各第一慢轴准直透镜313及第二慢轴准直透镜323、各第一反射镜314及各第二反射镜324固定于壳体260底部。沿第一半导体激光芯片311(或第二半导体激光芯片321)指向第一慢轴准直透镜313(或第二慢轴准直透镜)的方向,第一半导体激光芯片311位于第二半导体激光芯片321与第二慢轴准直透镜323之间,第二半导体激光芯片321位于第一半导体激光芯片311与第一慢轴准直透镜313之间。
与传统的半导体激光器100相比,本实施例提供的半导体激光器300与上述实施例中的半导体激光器200相似,其通过分排的设置能够减小NA值,同时各第一发光模块310与各第二发光模块320的错开设置能够避免相对的半导体激光芯片发射出的激光损坏对面的半导体激光芯片。
与第一实施例提供的半导体激光器200相比,本实施例提供的半导体激光器300通过在沿第一半导体激光芯片311指向第一反射镜314的方向上将第一发光模块310与第二发光模块320排布为部分重合,可使第一发光模块310与第二发光模块320整体占用的空间更小,使该半导体激光器300的内部结构排布更为紧凑,从而有利于减小半导体激光器300的体积。
此外,由于最终光纤350输出的光束的光斑轮廓大小与聚焦透镜的焦距呈正比,与准直透镜的焦距成反比,故为尽量的减小光斑的轮廓,需要采用焦距更大的准直透镜,而焦距更大则意味着准直透镜的外径更大。以第一慢轴准直透镜为例,沿第一半导体激光芯片311指向第一反射镜314的方向,当第一慢轴准直透镜313位于第一半导体激光芯片311与第二半导体激光芯片321之间时,为减小光斑的轮廓,第一慢轴准直透镜313的尺寸需相应变大,进一步的,为避免尺寸变大的第一慢轴准直透镜介入相邻的第二发光模块中的第二半导体激光器321发射的激光的光路,需要将相邻的第一发光模块310与第二发光模块320之间的间距调大,如此则会使该半导体激光器的尺寸相应变大。而本实施例中通过将第一慢轴准直透镜313设于第二半导体激光芯片321远离第二慢轴准直透镜323的一侧,将第二慢轴准直透镜323设于第一半导体激光芯片311远离第一慢轴准直透镜313的一侧,能够避免在将第一慢轴准直透镜和/或第二慢轴准直透镜更换为大焦距的透镜时,介入相邻发光模块中的光路,从而进一步实现减小半导体激光器的体积。即是:本实施例中提供的半导体激光器能够在相同的体积情况下尽量地增大第一慢轴准直透镜和/或第二慢轴准直透镜的孔径及焦距,进而使输出的光斑尺寸更小,光束质量更高。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;在本实用新型的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化,为了简明,它们没有在细节中提供;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种半导体激光器,其特征在于,包括:
偏振合束器,设有透射端面、反射端面和出射端面;
第一发光模块,用于发射激光,所述第一发光模块发射的激光自所述透射端面至所述出射端面透射经过所述偏振合束器;
第二发光模块,用于发射激光,所述第二发光模块发射的激光自所述反射端面进入所述偏振合束器,并于所述偏振合束器内反射,然后自所述出射端面射出;
聚焦透镜,用于接收自所述出射端面射出的激光,并进行聚焦;以及
光纤,用于接收自所述聚焦透镜射出的激光。
2.根据权利要求1所述的半导体激光器,其特征在于,所述第一发光模块包括依次排列的第一半导体激光芯片、第一快轴准直透镜以及第一慢轴准直透镜,所述第一半导体激光芯片发出的激光可依次经过所述第一快轴准直透镜以及第一慢轴准直透镜。
3.根据权利要求2所述的半导体激光器,其特征在于,所述第一发光模块还包括第一反射镜,所述第一反射镜与所述第一快轴准直透镜分别设于所述第一慢轴准直透镜的两侧;
所述第一反射镜用于接收自所述第一慢轴准直透镜出射的激光,并将接收的所述激光反射至所述透射端面。
4.根据权利要求3所述的半导体激光器,其特征在于,所述第二发光模块包括依次排列的第二半导体激光芯片、第二快轴准直透镜以及第二慢轴准直透镜,所述第二半导体激光芯片发出的激光可依次经过所述第二快轴准直透镜以及第二慢轴准直透镜。
5.根据权利要求4所述的半导体激光器,其特征在于,所述第二发光模块还包括第二反射镜,所述第二反射镜与所述第二快轴准直透镜分别设于所述第二慢轴准直透镜的两侧;
所述第二反射镜用于接收自所述第二慢轴准直透镜出射的激光,并将接收的所述激光反射至所述反射端面。
6.根据权利要求4所述的半导体激光器,其特征在于,还包括反射器;
所述第二发光模块还包括第二反射镜,所述第二反射镜与所述第二快轴准直透镜分别设于所述第二慢轴准直透镜的两侧,所述第二反射镜用于接收自所述第二慢轴准直透镜出射的激光,并将接收的所述激光反射至所述反射器;
所述反射器用于接收自所述第二反射镜出射的激光,并将接收的所述激光反射至所述反射端面。
7.根据权利要求4至6任一项所述的半导体激光器,其特征在于,所述第一发光模块与所述第二发光模块的数量均为两个以上,所述两个以上第一发光模块的各所述第一半导体激光芯片沿所述偏振合束器的高度方向错开设置,所述第二发光模块与所述第一发光模块一一对应,相互对应的所述第一半导体激光芯片与所述第二半导体激光芯片相对所述偏振合束器位于同一高度。
8.根据权利要求7所述的半导体激光器,其特征在于,所述第一发光模块与所述第二发光模块相对设置,沿自所述第一反射镜指向偏振合束器的方向,所述第二发光模块与所述第一发光模块之间相互错开。
9.根据权利要求4至6任一项所述的半导体激光器,其特征在于,所述第一半导体激光芯片与所述第二半导体激光芯片相对设置;
沿自所述第一反射镜指向所述偏振合束器的方向,所述第一半导体激光芯片与所述第二半导体激光芯片之间相互错开;
沿自所述第一半导体激光芯片指向所述第一慢轴准直透镜的方向,所述第一半导体激光芯片位于所述第二半导体激光芯片与所述第二慢轴准直透镜之间。
10.根据权利要求4至6任一项所述的半导体激光器,其特征在于,所述第一半导体激光芯片与所述第二半导体激光芯片相对设置;
沿自所述第一反射镜指向所述偏振合束器的方向,所述第一半导体激光芯片与所述第二半导体激光芯片之间相互错开;
沿自所述第一半导体激光芯片指向所述第一慢轴准直透镜的方向,所述第二半导体激光芯片位于所述第一半导体激光芯片与所述第一慢轴准直透镜之间。
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