CN215870203U - 高功率半导体激光器vbg锁定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高功率半导体激光器VBG锁定装置，包括光学平台，用于安装固定水冷组件、5轴调节组、功率计和光谱仪；水冷组件，用于放置半导体激光器并且对半导体激光器进行降温；5轴调节组，用于对VBG进行位置及角度的调节，将VBG移动到半导体激光器处，进行光谱锁定；功率计，接收半导体激光器输入的激光并漫反射部分激光到光谱仪处；光谱仪，用于接受功率计漫反射的激光，并反馈光谱信息，本实用新型具有方便对半导体激光器进行VBG波长锁定的效果。

Description

高功率半导体激光器VBG锁定装置

技术领域

本实用新型涉及半导体激光器的技术领域，具体涉及一种高功率半导体激光器VBG锁定装置。

背景技术

半导体激光器由于体积小、重量轻、转换效率高、使用寿命长等优点，在医疗、显示、泵浦、工业加工等领域有广泛的应用。近年来，随着半导体材料外延生长技术、半导体激光波导结构优化技术、腔面钝化技术、高稳定性封装技术、高效散热技术的飞速发展，特别是在直接半导体激光工业加工应用以及大功率光纤激光器抽运需求的推动下，具有高功率、高光束质量的半导体激光器飞速发展，为获得高质量、高性能的直接半导体激光加工设备以及高性能大功率光纤激光抽运源提供了光源基础。

为了减少固体激光器、光纤体激光器泵浦源波长热致漂移带来的影响，此时需要将泵浦输出波长锁定的技术，从而形成带VBG波长锁定的半导体激光器，为了在半导体激光器上进行安装VBG锁定，此时需要设计一种能够对半导体激光器进行VBG锁定的装置。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决无法对半导体激光器进行VBG波长锁定的技术问题，从而提供一种高功率半导体激光器VBG锁定装置。

一种高功率半导体激光器VBG锁定装置，包括：

光学平台，用于安装固定水冷组件、5轴调节组、功率计和光谱仪；

水冷组件，用于放置半导体激光器并且对半导体激光器进行降温；

5轴调节组，用于对VBG进行位置及角度的调节，将VBG移动到半导体激光器处，进行光谱锁定；

功率计，接收半导体激光器输入的激光并漫反射部分激光到光谱仪处；

光谱仪，用于接受功率计漫反射的激光，并反馈光谱信息。

进一步的，所述5轴调节组包括设置在5轴调节组移动端上的真空吸嘴，所述真空吸嘴和外部的真空泵连通，所述真空吸嘴用于吸附VBG。

进一步的，所述水冷组件包括架设在光学平台上的第一放置台和水冷板，半导体激光器位于所述水冷板的表面并和所述水冷板贴合，所述水冷板和外部的冷却水泵连通。

进一步的，所述水冷板放置在第一放置台上，所述第一放置台上设置有多个限位块，所述水冷板通过多个所述限位块限位于第一放置台预设位置。

进一步的，所述第一放置台上还设置有驱动电机，所述驱动电机驱使水冷板沿竖直方向移动。

进一步的，所述水冷组件包括TEC模组，半导体激光器放置在所述TEC 模组上。

进一步的，所述功率计和水冷组件之间设有第一光纤接头座，所述第一光纤接头座用于固定半导体激光器的输出端，所述功率计、水冷组件和第一光纤接头座处于同一平面。

进一步的，所述光谱仪和功率计之间设有第二光纤接头座，所述第二光纤接头座用于固定光谱仪输入端，所述功率计和第二光纤接头座处于同一平面。

进一步的，所述第一光纤接头座正对所述功率计，所述功率计分别和所述第一光纤接头座与第二光纤接头座之间的两条连线之间的夹角为多少度。

进一步的，所述5轴调节组还包括三个平移轴和两个角位移轴，通过三个所述平移轴和两个所述角位移轴来调节VBG的位置和角度。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的高功率半导体激光器VBG锁定装置，包括光学平台，用于安装固定水冷组件、5轴调节组、功率计和光谱仪；水冷组件，用于放置半导体激光器并且对半导体激光器进行降温；5轴调节组，用于对 VBG进行位置及角度的调节，将VBG移动到半导体激光器处，进行光谱锁定；功率计，接收半导体激光器输入的激光并漫反射部分激光到光谱仪处；光谱仪，用于接受功率计漫反射的激光，并反馈光谱信息，在使用时，此时将半导体激光器放置在水冷组件上，此时打开半导体激光器，并且通过5 轴调节组将VBG移动到半导体激光器处，此时打开下的半导体激光器将激光进行输出，直至将激光通过功率计进行接受并且漫反射部分激光到光谱仪处，此时通过光谱仪从而接受激光并且反馈光谱信息，此时5轴调节组用于调节VBG的位置和角度，从而通过改变VBG的位置和角度，从而实时的改变光谱锁定的效果，此时光谱仪实时的反馈光谱信息，并且通过光谱仪实时反馈的数据上位机接收，实时处理降噪成光谱图和PIB值，并且由两者来判断VBG锁定的效果，从而实现了对半导体激光器进行VBG波长锁定。

2.本实用新型提供的高功率半导体激光器VBG锁定装置，所述5轴调节组包括设置在5轴调节组移动端上的真空吸嘴，所述真空吸嘴和外部的真空泵连通，所述真空吸嘴用于吸附VBG，通过真空吸嘴，从而对VBG进行限位固定，并且通过5轴调节组将VBG移动到半导体激光器上的任一位置处，从而进行光谱锁定。

3.本实用新型提供的高功率半导体激光器VBG锁定装置，所述水冷组件包括架设在光学平台上的第一放置台和水冷板，半导体激光器位于所述水冷板的表面并和所述水冷板贴合，所述水冷板和外部的冷却水泵连通，在将半导体激光器放置在水冷组件上时，此时由于半导体激光器需要启动将激光输出到功率计上，此时工作中的半导体激光器会产生大量的热，此时通过外部的冷却水泵将冷却水输送到水冷板上，由于半导体激光器和水冷板接触，从而对半导体激光器进行冷却，防止半导体激光器过热。

4.本实用新型提供的高功率半导体激光器VBG锁定装置，所述水冷板放置在第一放置台上，所述第一放置台上设置有多个限位块，所述水冷板通过多个所述限位块限位于第一放置台预设位置，限位块的设置，从而能够对水冷板的位置进行限位固定，从而使水冷板不会在第一放置台上移动，影响到半导体激光器的位置稳定。

5.本实用新型提供的高功率半导体激光器VBG锁定装置，所述第一放置台上还设置有驱动电机，所述驱动电机驱使水冷板沿竖直方向移动，在使用时，此时通过驱动电机从而驱动水冷板在竖直方向移动，从而能够使不同型号的半导体激光器能够和功率计处于同一平面，从而使半导体激光器能够输出到功率计上。

6.本实用新型提供的高功率半导体激光器VBG锁定装置，所述水冷组件包括TEC模组，半导体激光器放置在所述TEC模组上，通过TEC模组来进行对半导体激光器进行散热，从而能够更好的管控模块温度，使半导体激光器的温度管控更加好。

7.本实用新型提供的高功率半导体激光器VBG锁定装置，所述功率计和水冷组件之间设有第一光纤接头座，所述第一光纤接头座用于固定半导体激光器的输出端，所述功率计、水冷组件和第一光纤接头座处于同一平面，通过第一光纤接头座从而能够对半导体激光器的激光输出端进行固定，从而通过第一光纤接头座来使半导体激光器的输出端和功率计处于同一平面，从而使半导体激光器能够将激光输入到功率计上。

8.本实用新型提供的高功率半导体激光器VBG锁定装置，所述光谱仪和功率计之间设有第二光纤接头座，所述第二光纤接头座用于固定光谱仪输入端，所述功率计和第二光纤接头座处于同一平面，通过第二光纤接头座的设置，从而能够用来固定光谱仪的输入端，从而使光谱仪的输入端和功率计处于同一平面，从而能够使功率计能够漫反射部分激光到光谱仪的输入端上。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或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的一些实施方式，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的附图。

图1为本实用新型的高功率半导体激光器VBG锁定装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型的高功率半导体激光器VBG锁定装置的水冷组件的另一种实施方式的示意图。

附图标记说明：

1、光学平台；2、水冷组件；21、第一放置台；22、水冷板；23、第一水冷板底座；24、TEC模组、25、第二放置台；26、模组底座；3、5轴调节组；31、真空吸嘴；32、平移轴；33、角位移轴；4、功率计；5、光谱仪；6、第一光纤接头座；7、第二光纤接头座；8、驱动电机；9、限位块。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式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。

实施例

参照图1-图2所示，本实用新型提供一种高功率半导体激光器VBG锁定装置，包括光学平台1、水冷组件2、5轴调节组3、功率计4和光谱仪5，水冷组件2用于放置半导体激光器并且对半导体激光器进行降温，5轴调节组3用于对VBG进行位置及角度的调节，将VBG移动到半导体激光器处，进行光谱锁定，功率计4用于接收半导体激光器输入的激光并漫反射部分激光到光谱仪5处；光谱仪5用于接受功率计4漫反射的激光，并反馈光谱信息。

在使用时，此时将半导体激光器放置在水冷组件2上，此时打开半导体激光器，并且通过5轴调节组3将VBG移动到半导体激光器处，此时打开下的半导体激光器将激光进行输出，直至将激光通过功率计4进行接受并且漫反射部分激光到光谱仪5处，此时通过光谱仪5从而接受激光并且反馈光谱信息，此时5轴调节组3用于调节VBG的位置和角度，从而通过改变VBG的位置和角度，从而实时的改变光谱锁定的效果，此时光谱仪5 实时的反馈光谱信息，并且通过光谱仪5实时反馈的数据上位机接收，实时处理降噪成光谱图和PIB值，并且由两者来判断VBG锁定的效果，从而实现了对半导体激光器进行VBG波长锁定。

所述5轴调节组3包括设置在5轴调节组3移动端上的真空吸嘴31，所述真空吸嘴31和外部的真空泵连通，所述真空吸嘴31用于吸附VBG，通过真空吸嘴31，从而对VBG进行限位固定，并且通过5轴调节组3将VBG 移动到半导体激光器上的任一位置处，从而进行光谱锁定。

所述水冷组件2包括架设在光学平台1上的第一放置台21和水冷板22，所述水冷组件2还包括设置在光学平台1上的水冷板22底座，第一放置台 21通过水冷板22底座架设在光学平台1上，半导体激光器位于所述水冷板 22的表面并和所述水冷板22贴合，所述水冷板22和外部的冷却水泵连通，在将半导体激光器放置在水冷组件2上时，此时由于半导体激光器需要启动将激光输出到功率计4上，此时工作中的半导体激光器会产生大量的热，此时通过外部的冷却水泵将冷却水输送到水冷板22上，由于半导体激光器和水冷板22接触，从而对半导体激光器进行冷却，防止半导体激光器过热。

所述水冷板22放置在第一放置台21上，所述第一放置台21上设置有多个限位块9，所述水冷板22通过多个所述限位块9限位于第一放置台21 预设位置，限位块9的设置，从而能够对水冷板22的位置进行限位固定，从而使水冷板22不会在第一放置台21上移动，影响到半导体激光器的位置稳定。

所述第一放置台21上还设置有驱动电机8，所述驱动电机8驱使水冷板22沿竖直方向移动，在使用时，此时通过驱动电机8从而驱动水冷板22 在竖直方向移动，从而能够使不同型号的半导体激光器能够和功率计4处于同一平面，从而使半导体激光器能够输出到功率计4上。

作为一种可替代的实施方式，所述水冷组件2还可以设置为TEC模组 24和第二放置台25，所述TEC模组24架设在光学平台1上，TEC模组24 设置在第二放置台25的顶面上，水冷组件2还包括模组24TEC底座，所述第二放置台25通过模组24TEC底座架设在光学平台1上，半导体激光器放置在所述TEC模组24上，通过TEC模组24来进行对半导体激光器进行散热，从而能够更好的管控模块温度，使半导体激光器的温度管控更加好。

所述功率计4和水冷组件2之间设有第一光纤接头座6，所述第一光纤接头座6用于固定半导体激光器的输出端，所述功率计4、水冷组件2和第一光纤接头座6处于同一平面，通过第一光纤接头座6从而能够对半导体激光器的激光输出端进行固定，从而通过第一光纤接头座6来使半导体激光器的输出端和功率计4处于同一平面，从而使半导体激光器能够将激光输入到功率计4上。

所述光谱仪5和功率计4之间设有第二光纤接头座7，所述第二光纤接头座7用于固定光谱仪5输入端，所述功率计4和第二光纤接头座7处于同一平面，通过第二光纤接头座7的设置，从而能够用来固定光谱仪5的输入端，从而使光谱仪5的输入端和功率计4处于同一平面，从而能够使功率计4能够漫反射部分激光到光谱仪5的输入端上。

所述第一光纤接头座6正对所述功率计4，所述功率计4分别和所述第一光纤接头座6与第二光纤接头座7之间的两条连线之间的夹角为30-60 度。夹角的度数根据漫反射的强度选择，上位机需要光谱仪接受适量的强度(光谱仪不过曝同时光谱强度远大于噪声强度)以此准确计算PIB，通过角度的设置，从而使能够漫反射效果更好。

5轴调节组3由三个平移轴32和两个角位移轴33组成，通过三个所述平移轴32和两个所述角位移轴33来调节VBG的位置和角度，5轴调节组3 水平竖直和角度获取不同位置的光谱数据判断锁定效果，从而能够将VBG 放置在半导体激光器的不同位置和角度处。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种高功率半导体激光器VBG锁定装置，其特征在于，包括：

光学平台(1)，用于安装固定水冷组件(2)、5轴调节组(3)、功率计(4)和光谱仪(5)；

水冷组件(2)，用于放置半导体激光器并且对半导体激光器进行降温；

5轴调节组(3)，用于对VBG进行位置及角度的调节，将VBG移动到半导体激光器处，进行光谱锁定；

功率计(4)，接收半导体激光器输入的激光并漫反射部分激光到光谱仪(5)处；

光谱仪(5)，用于接受功率计(4)漫反射的激光，并反馈光谱信息。

2.根据权利要求1所述的高功率半导体激光器VBG锁定装置，其特征在于，所述5轴调节组(3)包括设置在5轴调节组(3)移动端上的真空吸嘴(31)，所述真空吸嘴(31)和外部的真空泵连通，所述真空吸嘴(31)用于吸附VBG。

3.根据权利要求1所述的高功率半导体激光器VBG锁定装置，其特征在于，所述水冷组件(2)包括架设在光学平台(1)上的放置台和水冷板(22)，半导体激光器位于所述水冷板(22)的表面并和所述水冷板(22)贴合，所述水冷板(22)和外部的冷却水泵连通。

4.根据权利要求3所述的高功率半导体激光器VBG锁定装置，其特征在于，所述水冷板(22)放置在第一放置台(21)上，所述第一放置台(21)上设置有多个限位块，所述水冷板(22)通过多个所述限位块限位于第一放置台(21)预设位置。

5.根据权利要求4所述的高功率半导体激光器VBG锁定装置，所述第一放置台(21)上还设置有驱动电机(8)，所述驱动电机(8)驱使水冷板(22)沿竖直方向移动。

6.根据权利要求1所述的高功率半导体激光器VBG锁定装置，其特征在于，所述水冷组件(2)包括TEC模组(24)，半导体激光器放置在所述TEC模组(24)上。

7.根据权利要求1所述的高功率半导体激光器VBG锁定装置，其特征在于，所述功率计(4)和水冷组件(2)之间设有第一光纤接头座(6)，所述第一光纤接头座(6)用于固定半导体激光器的输出端，所述功率计(4)、水冷组件(2)和第一光纤接头座(6)处于同一平面。

8.根据权利要求7所述的高功率半导体激光器VBG锁定装置，其特征在于，所述光谱仪(5)和功率计(4)之间设有第二光纤接头座(7)，所述第二光纤接头座(7)用于固定光谱仪(5)输入端，所述功率计(4)和第二光纤接头座(7)处于同一平面。

9.根据权利要求8所述的高功率半导体激光器VBG锁定装置，其特征在于，所述第一光纤接头座(6)正对所述功率计(4)，所述功率计(4)分别和所述第一光纤接头座(6)与第二光纤接头座(7)之间的两条连线之间的夹角为30-60度。

10.根据权利要求1所述的高功率半导体激光器VBG锁定装置，其特征在于，所述5轴调节组(3)还包括三个平移轴(32)和两个角位移轴(33)，通过三个所述平移轴(32)和两个所述角位移轴(33)来调节VBG的位置和角度。

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