CN216850736U

CN216850736U - 一种半导体激光器

Info

Publication number: CN216850736U
Application number: CN202220510790.8U
Authority: CN
Inventors: 周少丰; 黄良杰; 刘鹏
Original assignee: Shenzhen Xinghan Laser Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Xinghan Laser Technology Co Ltd
Priority date: 2022-03-10
Filing date: 2022-03-10
Publication date: 2022-06-28
Anticipated expiration: 2032-03-10

Abstract

本实用新型涉及一种半导体激光器，包括二向色镜、第一激光模块、第二激光模块和聚焦模块；二向色镜包括第一入光面和第二入光面；第一激光模块输出第一合束激光，第一合束激光射向第一入光面，第一合束激光经第一入光面转向射向聚焦模块，转向后的第一合束激光经聚焦模块聚焦耦合进光纤；第二激光模块输出第二合束激光，第二合束激光与第一合束激光波长不同，第二合束激光射向第二入光面，第二合束激光透过二向色镜从第一入光面射出且射向聚焦模块，第二合束激光经聚焦模块聚焦耦合进光纤；经第一入光面转向后的第一合束激光与从二向色镜透射出的第二合束激光的快轴同一方向，该半导体激光器将两合束激光用二相色镜进行空间合束，减少了能量损耗。

Description

一种半导体激光器

技术领域

本实用新型涉及激光器领域，尤其涉及一种半导体激光器。

背景技术

激光器是一种能发射激光的装置，其常见的半导体激光器由于具有效率高、寿命长等优势在工业加工、军事、医疗、安防等领域中得到广泛地应用。

由于大型激光设备的需要，半导体激光器的输出功率也越来越大，这就要在激光器壳体内部安装多个激光模块，在现有技术中，将两个激光模块输出的合束激光需要通过偏振合束器再次合束，然后经过聚焦后进入光纤，由于每个激光模块在合束过程中已经使用了偏振合束器，因此再次使用偏振合束器将两合束激光合束会造成更多的能量损耗，影响半导体激光器整体的输出功率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种半导体激光器，将两束合束激光通过二相色镜进行波长合束，这样减少了能量损耗，保证半导体激光器的输出功率。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种半导体激光器，包括：二向色镜、第一激光模块、第二激光模块和聚焦模块；所述二向色镜包括第一入光面和第二入光面；所述第一激光模块输出第一合束激光，所述第一合束激光射向所述第一入光面，所述第一合束激光经所述第一入光面转向射向所述聚焦模块，转向后的所述第一合束激光经所述聚焦模块聚焦耦合进光纤；所述第二激光模块输出第二合束激光，所述第二合束激光与所述第一合束激光波长不同，所述第二合束激光射向第二入光面，所述第二合束激光透过所述二向色镜从所述第一入光面射出且射向所述聚焦模块，所述第二合束激光经所述聚焦模块聚焦耦合进光纤；经所述第一入光面转向后的所述第一合束激光与从所述二向色镜透射出的所述第二合束激光的快轴同一方向。

进一步地，所述第一合束激光位于所述第二合束激光正上方。

进一步地，所述第一合束激光位于所述第二合束激光正下方。

进一步地，所述第一合束激光位于所述第二合束激光在快轴方向相交或重合。

进一步地，所述第一激光模块包括：第一合束单元、第一激光单元和第二激光单元；所述第一合束单元包括第一反射镜和第一偏振合束器；所述第一激光单元包括若干呈阶梯设置的第一激光芯片，所述第一激光单元射出第一激光束，所述第一激光束射向所述第一反射镜，经所述第一反射镜转向后垂直射向所述第一偏振合束器；所述第二激光单元包括若干呈阶梯设置的第二激光芯片，所述第二激光单元射出第二激光束，所述第二激光束垂直射向所述第一偏振合束器；所述第一激光束与所述第二激光束经所述第一偏振合束器合束后从所述第一偏振合束器的出光面射出第一合束激光。

进一步地，以同一排序方向计数，同一位序的所述第一激光芯片与所述第二激光芯片所放置的台阶高度相等，且同一位序的所述第一激光芯片与所述第二激光芯片平行交错设置。

进一步地，以同一排序方向计数，同一位序的所述第一激光芯片与所述第二激光芯片所放置的台阶高度相等，且同一位序的所述第一激光芯片与所述第二激光芯片相对设置。

进一步地，所述第二激光模块包括：第二合束单元、第三激光单元和第四激光单元；第二合束单元包括第二反射镜和第二偏振合束器；所述第三激光单元包括若干呈阶梯设置的第三激光芯片，所述第三激光单元射出第三激光束，所述第三激光束射向所述第二反射镜，经所述第二反射镜转向后垂直射向所述第二偏振合束器；所述第四激光单元包括若干呈阶梯设置的第四激光芯片，所述第四激光单元射出第四激光束，所述第四激光束垂直射向所述第二偏振合束器；所述第三激光束与所述第四激光束经所述第二偏振合束器合束后从所述第二偏振合束器的出光面射出第二合束激光。

进一步地，本实用新型的半导体激光器还包括第三反射镜，所述第一合束激光射向所述第三反射镜，经所述第三反射镜转向后射向所述第一入光面。

进一步地，所述聚焦模块包括在快轴和慢轴方向聚焦的球面镜。

本实用新型的有益效果在于：通过二向色镜对一定波长的光完全透过，对另一些波长的光完全反射的光学特性，可以使得第一合束激光直接透过，第二合束激光被二向色镜反射后与第一合束激光的快轴同一方向，实现波长合束，这样减少了能量损耗，保证半导体激光器的输出功率。

附图说明

图1是本实用新型实施例的第一光路标记图。

图2是本实用新型实施例的第二光路标记图。

图中，

A、第一合束激光；B、第二合束激光；

100、二向色镜；110、第一入光面；120、第二入光面；

200、第一激光模块；210、第一合束单元；211、第一反射镜；212、第一偏振合束器；220、第一激光单元；221、第一激光芯片；222、第一激光；223、第一激光束；230、第二激光单元；231、第二激光芯片；232、第二激光；233、第二激光束；

300、第二激光模块；310、第二合束单元；311、第二反射镜；312、第二偏振合束器；320、第三激光单元；321、第三激光芯片；322、第三激光；323、第三激光束；330、第四激光单元；331、第四激光芯片；332、第四激光；333、第四激光束；

400、聚焦模块；410、快轴聚焦透镜；420、慢轴聚焦透镜；

500、第三反射镜；

600、光纤。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型一种半导体激光器进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参见图1，一种半导体激光器主要包括二向色镜100、第一激光模块200、第二激光模块300和聚焦模块400，通过二向色镜100对一定波长的光完全透过，对另一些波长的光完全反射的光学特性，可以使得第一激光模块200射出的第一合束激光A直接透过，第二激光模块300射出的第二合束激光B被二向色镜100反射后与第一合束激光A的快轴同一方向，实现波长合束，这样减少了能量损耗，保证半导体激光器的输出功率。

具体地，请参见图1-图2，二向色镜100包括第一入光面110和第二入光面120。

第一激光模块200包括第一合束单元210、第一激光单元220和第二激光单元230，该第一合束单元210包括第一反射镜211和第一偏振合束器212，该第一激光单元220包括若干呈阶梯设置的第一激光芯片221，每一片第一激光芯片221出射第一激光222，出射的第一激光222经过准直并转向后射向第一反射镜211，由于是若干第一激光芯片221是呈阶梯设置的，所以射向第一反射镜211的若干第一激光222自上而下空间合束形成第一激光束223，该第一激光束223经过第一反射镜211转向后垂直射向第一偏振合束器212；该第二激光单元230包括若干呈阶梯设置的第二激光芯片231，每一片第二激光芯片231出射第二激光232，出射的第二激光232经过准直并转向后射向第一偏振合束器212，由于是若干第二激光芯片231是呈阶梯设置的，所以射向第一偏振合束器212的若干第二激光232自上而下空间合束形成第二激光束233；第一激光束223和第二激光束233通过第一偏振合束器212偏振合束形成第一合束激光A，该第一合束激光A从第一偏振合束器212的出光面射出且射向第三反射镜500，通过第三反射镜500转向后射向二向色镜100的第一入光面110，该第一合束激光A经过第一入光面110转向射向聚焦模块400。

第二激光模块300包括第二合束单元310、第三激光单元320和第四激光单元330；该第二合束单元310包括第二反射镜311和第二偏振合束器312；该第三激光单元320包括若干呈阶梯设置的第三激光芯片321，每一片第三激光芯片321出射第三激光322，出射的第三激光322经过准直并转向后射向第二反射镜311，由于若干第三激光芯片321是呈阶梯设置的，所以射向第二反射镜311的若干第三激光322自上而下空间合束形成第三激光束323，该第三激光束323经过第二反射镜311转向后垂直射向第二偏振合束器312；该第四激光单元330包括若干呈阶梯设置的第四激光芯片331，每一片第四激光芯片331出射第四激光332，出射的第四激光332经过准直并转向后垂直射向第二偏振合束器312，由于若干第四激光芯片331是呈阶梯设置的，所以射向第二偏振合束器312的若干第四激光332自上而下空间合束形成第四激光束333；第三激光束323和第四激光束333通过第二偏振合束器312偏振合束形成第二合束激光B，第二合束激光B与第一合束激光A的波长不同，该第二合束激光B从第二偏振合束器312的出光面射出且射向二向色镜100的第二入光面120，该第二合束激光B透过二向色镜100从第一入光面110射出且射向聚焦模块400，射向聚焦模块400的第一合束激光A与第二合束激光B的快轴同一方向，通过二向色镜100将第一合束激光A与第二合束激光B实现空间合束。

聚焦模块400对射向其的第一合束激光A和第二合束激光B进行聚焦，然后进入光纤600，该聚焦模块400的装配方式可以有以下选择方式：

(1)聚焦模块400包括快轴聚焦透镜410和慢轴聚焦透镜420，通过快轴聚焦透镜410和慢轴聚焦透镜420分别对激光束进行快轴方向和慢轴方向的聚焦。

(2)聚焦模块400包括可以同时在快轴和慢轴方向聚焦的球面镜。

需要提到的是，第一激光模块200所射出的第一合束激光A也可不通过第三反射镜500转向，直接射向二向色镜100的第一入光面110，对应增加壳体的体积即可。

需要提到的是，同快轴方向的第一合束激光A和第二合束激光B的位置关系至少有以下三种选择方式：

(1)第一合束激光A位于第二合束激光B正上方，即在第一激光模块200中贴设激光芯片的台阶最低垂直高度大于第二激光模块300中贴设激光芯片的台阶最高垂直高度；

(2)第一合束激光A位于第二合束激光B正下方，即在第一激光模块200中贴设激光芯片的台阶最高垂直高度小于第二激光模块300中贴设激光芯片的台阶最低垂直高度；

(3)第一合束激光A与第二合束激光B在快轴方向相交或重合，即第一激光模块200中贴设激光芯片的台阶垂直高度部分或全部与第二激光模块300中贴设激光芯片的台阶垂直高度相等。

需要提到的是，在第一激光模块200或第二激光模块300中两个激光单元的布置方式有多种选择方式，以第一激光模块200为例，至少有以下两种选择方式：

(1)以同一排序方向计数，同一位序的第一激光芯片221与第二激光芯片231所放置的台阶高度相等，且同一位序的第一激光芯片221与第二激光芯片231平行交错设置；

(2)以同一排序方向计数，同一位序的第一激光芯片221与第二激光芯片231所放置的台阶高度相等，且同一位序的第一激光芯片221与第二激光芯片231相对设置；优选方式(1)，这样可以缩减壳体体积。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种半导体激光器，其特征在于，包括：二向色镜、第一激光模块、第二激光模块和聚焦模块；

所述二向色镜包括第一入光面和第二入光面；

所述第一激光模块输出第一合束激光，所述第一合束激光射向所述第一入光面，所述第一合束激光经所述第一入光面转向射向所述聚焦模块，转向后的所述第一合束激光经所述聚焦模块聚焦耦合进光纤；

所述第二激光模块输出第二合束激光，所述第二合束激光与所述第一合束激光波长不同，所述第二合束激光射向第二入光面，所述第二合束激光透过所述二向色镜从所述第一入光面射出且射向所述聚焦模块，所述第二合束激光经所述聚焦模块聚焦耦合进光纤；

经所述第一入光面转向后的所述第一合束激光与从所述二向色镜透射出的所述第二合束激光的快轴同一方向。

2.根据权利要求1所述的一种半导体激光器，其特征在于，所述第一合束激光位于所述第二合束激光正上方。

3.根据权利要求1所述的一种半导体激光器，其特征在于，所述第一合束激光位于所述第二合束激光正下方。

4.根据权利要求1所述的一种半导体激光器，其特征在于，所述第一合束激光位于所述第二合束激光在快轴方向相交或重合。

5.根据权利要求1所述的一种半导体激光器，其特征在于，所述第一激光模块包括：第一合束单元、第一激光单元和第二激光单元；

所述第一合束单元包括第一反射镜和第一偏振合束器；

所述第一激光单元包括若干呈阶梯设置的第一激光芯片，所述第一激光单元射出第一激光束，所述第一激光束射向所述第一反射镜，经所述第一反射镜转向后垂直射向所述第一偏振合束器；

所述第二激光单元包括若干呈阶梯设置的第二激光芯片，所述第二激光单元射出第二激光束，所述第二激光束垂直射向所述第一偏振合束器；

所述第一激光束与所述第二激光束经所述第一偏振合束器合束后从所述第一偏振合束器的出光面射出第一合束激光。

6.根据权利要求5所述的一种半导体激光器，其特征在于，以同一排序方向计数，同一位序的所述第一激光芯片与所述第二激光芯片所放置的台阶高度相等，且同一位序的所述第一激光芯片与所述第二激光芯片平行交错设置。

7.根据权利要求5所述的一种半导体激光器，其特征在于，以同一排序方向计数，同一位序的所述第一激光芯片与所述第二激光芯片所放置的台阶高度相等，且同一位序的所述第一激光芯片与所述第二激光芯片相对设置。

8.根据权利要求1所述的一种半导体激光器，其特征在于，所述第二激光模块包括：第二合束单元、第三激光单元和第四激光单元；

第二合束单元包括第二反射镜和第二偏振合束器；

所述第三激光单元包括若干呈阶梯设置的第三激光芯片，所述第三激光单元射出第三激光束，所述第三激光束射向所述第二反射镜，经所述第二反射镜转向后垂直射向所述第二偏振合束器；

所述第四激光单元包括若干呈阶梯设置的第四激光芯片，所述第四激光单元射出第四激光束，所述第四激光束垂直射向所述第二偏振合束器；

所述第三激光束与所述第四激光束经所述第二偏振合束器合束后从所述第二偏振合束器的出光面射出第二合束激光。

9.根据权利要求1所述的一种半导体激光器，其特征在于，包括第三反射镜，所述第一合束激光射向所述第三反射镜，经所述第三反射镜转向后射向所述第一入光面。

10.根据权利要求1所述的一种半导体激光器，其特征在于，所述聚焦模块包括在快轴和慢轴方向聚焦的球面镜。