CN214313858U - 一种半导体激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种半导体激光器，包括第一发光模块、第二发光模块、反射组件、聚焦组件和输出光纤；反射组件设置在第一发光模块的出光方向上，聚焦组件设置在第一发光模块和第二发光模块的共同出光方向上；所述第二发光模块设置与所述聚焦组件与所述反射组件之间，所述反射组件的出光高度及所述第一发光模块的出光高度均高于所述第二发光模块的出光高度。本发明所提出的激光器采用双边排高低布局，形成独特光路，取消了现有激光器中的偏振合束器，避免了激光束在经过偏振合束器过程中的功率损失，相较于现有激光器，在激光芯片数量不变的情况下，有效提高了激光器的输出功率。

Description

一种半导体激光器

技术领域

本实用新型涉及半导体激光器技术领域，尤其涉及一种半导体激光器。

背景技术

激光器是一种能够用于发射激光的装置，通过设置在其中的半导体激光单管产生激光，但是单个半导体激光单管功率有限，产生的激光亮度不能满足实际要求，所以需要多个半导体激光单管进行叠加，增加输出激光的亮度。目前的技术方案中，一般将多个激光芯片输出的激光经过偏振合束器合束和聚焦透镜聚焦后输出，而激光束经过偏振合束器的过程中会有功率损失，导致激光器的输出功率下降。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术中存在的技术问题，而提出的一种半导体激光器。

一种半导体激光器，包括：第一发光模块、第二发光模块、反射组件、聚焦组件和输出光纤；反射组件设置在第一发光模块的出光方向上，聚焦组件设置在第一发光模块和第二发光模块的共同出光方向上；第一发光模块的出光高度高于第二发光模块的发光高度，所述第二发光模块所在位置低于第一发光模块的出光高度而不阻挡第一发光模块的出光，第一发光模块发射第一光束经反射组件反射后与第二发光模块发射的第二光束进行空间合束，并经过聚焦组件聚焦后进入输出光纤中。

进一步地，所述第二发光模块设置于所述聚焦组件与所述反射组件之间，所述第二发光模块的位置低于所述反射组件的出光高度而不阻挡所述反射组件的出光。

进一步地，所述第一发光模块包括多个呈阶梯状排列的第一发光单元，且距离所述反射组件越近的第一发光单元的阶梯高度越低；所述第二发光模块包括多个呈阶梯状排列的第二发光单元，且距离反射组件越近的第二发光单元的阶梯高度越高。

进一步地，所述第一发光模块与所述第二发光模块的发光方向相同。

进一步地，所述第一发光模块与所述第二发光模块的发光方向相反。

进一步地，所述第一发光单元包括第一激光芯片及第一反射镜；所述第二发光单元包括第二激光芯片及第二反射镜；所述反射组件包括第三反射镜和第四反射镜，所述第三反射镜设置在所述第一反射镜的出光方向上，所述第四反射镜设置在所述第三反射镜的出光方向上，且所述第四反射镜与所述第三反射镜的反射面相互垂直。

进一步地，所述聚焦组件包括依次设置的滤波片、快轴聚焦透镜和慢轴聚焦透镜；滤波片设置在所述第二反射镜与所述第四反射镜的共同出光方向上，所述快轴聚焦透镜设置在所述滤波片的出光方向上，所述慢轴聚焦透镜设置在所述快轴聚焦透镜的出光方向上。

进一步地，所述第二反射镜设置在所述第四反射镜与所述滤波片之间，且所述第二发光模块中最高阶梯对应的第二发光单元中的第二反射镜的上边缘低于所述第四反射镜的出光高度而不阻挡第四反射镜的出光。

进一步地，还包括壳体，第一发光模块、第二发光模块、反射组件、聚焦组件和输出光纤均封装于所述壳体内部；第一发光模块和第二发光模块相对地设置在壳体内部的两侧；壳体内部两侧均设置有阶梯状放置板，且每个阶梯状放置板上均设置有多个台阶面，各阶梯状放置板的多个台阶面的高度依次呈等差数列设置，且两个阶梯状放置板的阶梯下降方向相反。

进一步地，一侧的阶梯状放置板的每一台阶面设置有一个第一发光单元，且与所述第三反射镜距离越近的台阶面的高度越低，使得各第一发光单元所在光路输出的光斑相互之间不会叠加在一起，都能够进入所述第三反射镜；另一侧的阶梯状放置板的每一台阶面设置有一个第二发光单元，且与所述滤波片越近的台阶面的高度越低，使得各第二发光单元所在光路输出的光斑相互之间不会叠加在一起，都能够进入所述滤波片。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：本发明所提出的激光器采用双边排高低布局，形成独特光路，取消了现有激光器中的偏振合束器，避免了激光束在经过偏振合束器过程中的功率损失，相较于现有激光器，在激光芯片数量不变的情况下，有效提高了激光器的输出功率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或者现有技术中地技术方案，下面将对实施例或者现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型地一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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附图。

图1是本实用新型一个实施例中一种半导体激光器的俯视图；

图2是本实用新型一个实施例中一种半导体激光器的立体图；

图3是本实用新型另一实施例中一种半导体激光器的俯视图；

图4是本实用新型另一实施例中一种半导体激光器的立体图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整的描述，显然，所描述地实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部地实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的实施例提供了一种半导体激光器。请参考图1和图2，分别是本实用新型实施例中一种半导体激光器的俯视图和立体图，具体包括：第一发光模块1、第二发光模块2、反射组件3、聚焦组件4和输出光纤5；反射组件3 设置在第一发光模块1的出光方向上，聚焦组件4设置在第一发光模块1和第二发光模块2的共同出光方向上；所述第二发光模块2设置在所述聚焦组件4与所述反射组件3之间，所述第二发光模块2的位置低于所述反射组件3的出光高度而不挡住所述反射组件3出光；第一发光模块1发射的第一光束经所述反射组件 3反射后越过所述第二发光模块2上方进入所述聚焦组件4，所述第二发光模块 2发射的第二光束直接进入所述聚焦组件4，所述聚焦组件4对所述第一光束和所述第二光束进行聚焦后耦合输出至所述输出光纤5。

所述第一发光模块1包括多个呈阶梯状排列的第一发光单元11，且距离所述反射组件3越近的第一发光单元11的阶梯高度越低；所述第二发光模块2包括多个呈阶梯状排列的第二发光单元21，且距离反射组件3越近的第二发光单元21的阶梯高度越高。

所述第一发光单元11包括第一激光芯片111及与所述第一激光芯片111相对应的第一快轴准直镜112、第一慢轴准直镜113和第一反射镜114；所述第一快轴准直镜112贴设在所述第一激光芯片111的出光端面上，用于在快轴方向上对激光进行准直，所述第一慢轴准直镜113设置在所述第一快轴准直镜112的出光方向上，用于在慢轴方向上对激光进行准直，所述第一反射镜114设置在所述第一慢轴准直镜113的出光方向上；所述第一激光芯片111发射的激光依次经所述第一快轴准直镜112、第一慢轴准直镜113和第一反射镜114后转化为平行激光束。

所述第二发光单元21包括第二激光芯片211及与所述第二激光芯片211相对应的第二快轴准直镜212、第二慢轴准直镜213和第二反射镜214；所述第二快轴准直镜212贴设在所述第二激光芯片211的出光端面上，用于在快轴方向上对激光进行准直，所述第二慢轴准直镜213设置在所述第二快轴准直镜212的出光方向上，用于在慢轴方向上对激光进行准直，所述第二反射镜214设置在所述第二慢轴准直镜213的出光方向上；所述第二激光芯片211发射的激光依次经所述第二快轴准直镜212、第二慢轴准直镜213和第二反射镜214后转化为平行激光束。

在本实施例中，所述第一发光模块1与所述第二发光模块2的发光方向相同。所述反射组件3包括第三反射镜31和第四反射镜32，所述第三反射镜31设置在所述第一反射镜114的出光方向上，所述第四反射镜32设置在所述第三反射镜31的出光方向上，所述第四反射镜32与所述第三反射镜31的反射面相互垂直。

所述聚焦组件4包括依次设置的滤波片41、快轴聚焦透镜42和慢轴聚焦透镜43；滤波片41设置在所述第二反射镜214与所述第四反射镜32的共同出光方向上，用于过滤回返光，所述快轴聚焦透镜42设置在所述滤波片41的出光方向上，用于对第一光束和第二光束在快轴方向上进行聚焦，所述慢轴聚焦透镜 43设置在所述快轴聚焦透镜42的出光方向上，用于对第一光束和第二光束在慢轴方向上进行聚焦后耦合输出至所述输出光纤5中。

所述第二反射镜214设置于所述第四反射镜32与所述滤波片41之间，且所述第二发光模块2中最高阶梯对应的第二发光单元21中的第二反射镜214的上边缘低于所述第四反射镜32的出光高度而不阻挡第四反射镜32的出光。

本申请提出的激光器还包括壳体6，第一发光模块1、第二发光模块2、反射组件3、聚焦组件4和输出光纤5均封装于所述壳体6内部；第一发光模块1 和第二发光模块2相对地设置在壳体6内部的两侧；壳体6内部两侧均设置有阶梯状放置板，且每个阶梯状放置板上均设置有多个台阶面。各阶梯状放置板的多个台阶面的高度依次呈等差数列设置，且两个阶梯状放置板的阶梯下降方向相反；一侧的阶梯状放置板的每一台阶面用于设置一个第一发光单元11对应的第一激光芯片111、第一快轴准直镜112、第一慢轴准直镜113及第一反射镜114，且与所述第三反射镜31距离越近的台阶面的高度越低，使得各第一发光单元11所在光路输出的光斑相互之间不会叠加在一起，都能够进入所述第三反射镜31。另一侧的阶梯状放置板的每一台阶面用于设置一个第二发光单元21对应的第二激光芯片211、第二快轴准直镜212、第二慢轴准直镜213及第二反射镜214，且与所述滤波片41越近的台阶面的高度越低，使得各第二发光单元21所在光路输出的光斑相互之间不会叠加在一起，都能够进入所述滤波片41。

如图3和图4所示，分别是另一实施例中半导体激光器的俯视图和立体图。在另一较佳实施例中，所述第一发光模块1与所述第二发光模块2的发光方向相反。

激光器工作时，第一激光芯片111发射的激光依次经第一快轴准直镜112、第一慢轴准直镜113和第一反射镜114后转化为平行激光束，所有第一发光单元 11输出的平行激光束组成第一光束，所述第一光束经所述第三反射镜31和所述第四反射镜32反射后越过所述第二反射镜214正上方进入所述滤波片41的上部；第二激光芯片211发射的激光依次经第二快轴准直镜212、第二慢轴准直镜213 和第二反射镜214后转化为平行激光束，所有第二发光单元21输出的平行激光束组成第二光束进入所述滤波片41的中部和下部；所述滤波片41透射所述第一光束和所述第二光束至所述快轴聚焦透镜42，所述快轴聚焦透镜42对所述第一光束和所述第二光束在快轴方向上进行聚焦后输出至所述慢轴聚焦透镜43，所述慢轴聚焦透镜43对经过快轴聚焦后的第一光束和所述第二光束在慢轴方向上进行聚焦，并耦合输出至输出光纤5中，另外，在作为泵浦光纤激光器应用时，光纤激光器的有源纤会产生比较强的激光沿光纤返回，这类回返光由于光能量较大，沿着光路返回到激光芯片上会灼烧激光芯片，影响激光器的使用寿命，因此设置滤波片41将回返光过滤，以保护激光器。

本实用新型的有益效果是：本发明所提出的激光器采用双边排高低布局，形成独特光路，取消了现有激光器中的偏振合束器，避免了激光束在经过偏振合束器过程中的功率损失，相较于现有激光器，在激光芯片数量不变的情况下，有效提高了激光器的输出功率。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或者之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种半导体激光器，其特征在于：包括：第一发光模块、第二发光模块、反射组件、聚焦组件和输出光纤；反射组件设置在第一发光模块的出光方向上，聚焦组件设置在第一发光模块和第二发光模块的共同出光方向上；第一发光模块的出光高度高于第二发光模块的发光高度，所述第二发光模块所在位置低于第一发光模块的出光高度而不阻挡第一发光模块的出光，第一发光模块发射第一光束经反射组件反射后与第二发光模块发射的第二光束进行空间合束，并经过聚焦组件聚焦后进入输出光纤中。

2.如权利要求1所述的一种半导体激光器，其特征在于：所述第二发光模块设置于所述聚焦组件与所述反射组件之间，所述第二发光模块的位置低于所述反射组件的出光高度而不阻挡所述反射组件的出光。

3.如权利要求2所述的一种半导体激光器，其特征在于：所述第一发光模块包括多个呈阶梯状排列的第一发光单元，且距离所述反射组件越近的第一发光单元的阶梯高度越低；所述第二发光模块包括多个呈阶梯状排列的第二发光单元，且距离反射组件越近的第二发光单元的阶梯高度越高。

4.如权利要求3所述的一种半导体激光器，其特征在于：所述第一发光模块与所述第二发光模块的发光方向相同。

5.如权利要求3所述的一种半导体激光器，其特征在于：所述第一发光模块与所述第二发光模块的发光方向相反。

6.如权利要求4或5所述的一种半导体激光器，其特征在于：所述第一发光单元包括第一激光芯片及第一反射镜；所述第二发光单元包括第二激光芯片及第二反射镜；所述反射组件包括第三反射镜和第四反射镜，所述第三反射镜设置在所述第一反射镜的出光方向上，所述第四反射镜设置在所述第三反射镜的出光方向上，且所述第四反射镜与所述第三反射镜的反射面相互垂直。

7.如权利要求6所述的一种半导体激光器，其特征在于：所述聚焦组件包括依次设置的滤波片、快轴聚焦透镜和慢轴聚焦透镜；滤波片设置在所述第二反射镜与所述第四反射镜的共同出光方向上，所述快轴聚焦透镜设置在所述滤波片的出光方向上，所述慢轴聚焦透镜设置在所述快轴聚焦透镜的出光方向上。

8.如权利要求7所述的一种半导体激光器，其特征在于：所述第二反射镜设置在所述第四反射镜与所述滤波片之间，且所述第二发光模块中最高阶梯对应的第二发光单元中的第二反射镜的上边缘低于所述第四反射镜的出光高度而不阻挡第四反射镜的出光。

9.如权利要求7所述的一种半导体激光器，其特征在于：还包括壳体，第一发光模块、第二发光模块、反射组件、聚焦组件和输出光纤均封装于所述壳体内部；第一发光模块和第二发光模块相对地设置在壳体内部的两侧；壳体内部两侧均设置有阶梯状放置板，且每个阶梯状放置板上均设置有多个台阶面，各阶梯状放置板的多个台阶面的高度依次呈等差数列设置，且两个阶梯状放置板的阶梯下降方向相反。

10.如权利要求9所述的一种半导体激光器，其特征在于：一侧的阶梯状放置板的每一台阶面设置有一个第一发光单元，且与所述第三反射镜距离越近的台阶面的高度越低，使得各第一发光单元所在光路输出的光斑相互之间不会叠加在一起，都能够进入所述第三反射镜；另一侧的阶梯状放置板的每一台阶面设置有一个第二发光单元，且与所述滤波片越近的台阶面的高度越低，使得各第二发光单元所在光路输出的光斑相互之间不会叠加在一起，都能够进入所述滤波片。

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