CN2514529Y - 带微透镜的半导体激光器阵列 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带微透镜的半导体激光器阵列,它涉及半导体激光器制作的固体激光器泵浦源。它由激光器线阵列和微透镜构成的带微透镜半导体激光器阵列、热沉、制冷器、散热器、大透镜、固体激光棒等部件构成。它采用激光器线阵列产生的泵浦光源经微透镜变成平行光,由大透镜汇聚于固体激光棒端面上,从而功率密度被提高,提高了泵浦效率。本实用新型还具有结构简单,制作容易,成本低廉,使用方便等特点,特别适用于光纤耦合和固体激光器泵浦应用。

Description

带微透镜的半导体激光器阵列

技术领域

本实用新型涉及一种半导体激光器制作的固体激光器泵浦源，特别适用于固体激光器的端泵和光纤耦合的泵源。

背景技术

现在半导体激光器阵列的光场分布均为发散的，在垂直平面方向上的发散角约为45°，这使得离开发光面一定距离后，光功率密度大幅度降低，进而使泵浦效率降低，光纤耦合效率降低。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种功率密度高，能提高固体激光器泵浦效率或光纤耦合效率的带微透镜的半导体激光器阵列，本实用新型还具有结构简单，制作简易，成本低廉，使用方便等特点。

本实用新型的目的是这样实现的：它包括由激光器线阵列1和微透镜2构成的带微透镜半导体激光器阵列6、热沉3、制冷器4、散热器5、大透镜9、固体激光棒10，其中激光器线阵列1安装在支架上，微透镜2用于支撑件通过激光器线阵列1支架固定在激光器线阵列1的右侧端前方，微透镜2与激光器线阵列1安装成整体结构的带微透镜半导体激光器阵列6，带微透镜半导体激光器阵列6依次排列焊接固定安装在热沉3金属壳体上，构成激光器线阵列1二维阵列结构，各个激光器线阵列1激光芯片分别焊接在热沉3上，热沉3金属壳体用紧固件安装在制冷器4上，制冷器4用紧固件固定安装在散热器5上，大透镜9、固体激光棒10固定安装在外部激光器设备上。

本实用新型的目的还可以通过以下措施达到：

本实用新型带微透镜半导体激光器阵列6的微透镜2直径尺寸7为Φ200至1000微米，微透镜2至激光器线阵列1发光面的距离尺寸8为0至1000微米。

本实用新型与背景技术相比有如下优点：

1.本实用新型在激光器线阵列1端面前方安装微透镜2，使得半导体激光器线阵列1的发散光场变成近似平行光场，有利于进一步进行光场变换(变成圆光斑)，以应用于固体激光器端泵。另一方面提高了功率密度，有利于提高光纤耦合效率。

2.本实用新型由于只要对现有的半导体激光器线阵列1稍加改进，附加微透镜2就能提高功率密度，因此制作容易，结构简单，成本低廉，使用方便。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型它包括由激光器线阵列1和微透镜2构成的带微透镜半导体激光器阵列6、热沉3、制冷器4、散热器5、大透镜9、固体激光棒10。激光器线阵列1安装在支架上，微透镜2用支撑件通过激光器线阵列1支架固定在激光器线阵列1的右侧端前方，微透镜2与激光器线阵列1安装成整体结构的带微透镜半导体激光器阵列6，作用是激光器线阵列1的发散光经微透镜2后变成平行光再照射到外接的大透镜9上。只要调整微透镜2的直径尺寸7及调整微透镜2至激光器线阵列1发光面的距离尺寸8，使激光器的发散光变成平行光。本实用新型微透镜2直径尺寸7为Φ200至1000μm，实施列微透镜2的直径尺寸7采用Φ200μm制作。微透镜2至激光器线阵列1发光面的距离尺寸8为0至1000μm。实施例微透镜2至激光器线阵列1发光面距离尺寸8采用60μm制作。微透镜2采用光纤芯自制加工而成透镜，激光器线阵列1采用市售J005型半导体激光器芯片制作。各个激光器线阵列1激光芯片分别焊接在热沉3上，带微透镜半导体激光阵列6依次排列焊接固定安装在热沉3金属壳体上，构成激光器线阵列1二维阵列结构，实施例在激光器二维阵列上安装了25个带微透镜半导体激光器阵列6串联连接而成，其作用输出泵浦光功率。各个激光器线阵列1串联连接后外接激光器电源。本实用新型也可在现有的半导体激光器线阵列1稍加改进附加安装微透镜2，就能制作成带微透镜半导体激光阵列6。

本实用新型热沉3金属壳体用紧固件安装在制冷器4上，制冷器4用紧固件固定在安装在散热器5上，热沉3作用是作为激光器线阵列1与制冷器4之间隔离导热件，实施例采用市售通用的热沉器件制作。制冷器4采用市售通用的半导体制冷器件制作。散热器4采用铝材料加工成槽形结构散热器结构，其作用是对制冷器3进行散热。

本实用新型大透镜9、固体激光棒10固定安装在外部激光器设备上。实施例大透镜9、固体激光棒10依次安装在带微透镜半导体激光器阵列6的正前方，作用是各个半导体激光器线阵列1发散光经微透镜2变成平行光后照射至大透镜9，大透镜9把各个激光器线阵列1发散光汇聚于固体激光棒10的端面上，固体激光棒10经过高功率密度的泵浦后，从另一个端面发射输出另一波长的高峰值功率激光。实施例大透镜9采用市售通用的单面凸透镜制作，固体激光棒10采用市售通用的泵浦直径为6毫米粗的固体激光棒制作。当微透镜2直径尺寸为200μm、距离激光器线阵列1发光面距离60μm，可获得泵浦效率为20％，比不带微透镜的泵浦效率提高1/3以上。

本实用新型简要工作原理如下：带微透镜半导体激光器阵列6的激光器线阵列1加电后产生泵浦光源，经微透镜2变成平行光，使得激光器线阵列1垂直结平面发射角被压缩，有效提高光功率密度，再经大透镜9汇聚于固体激光棒10端面上，固体激光棒10经高功率的泵浦后，功率密度被提高，从而提高泵浦效率。

Claims (2)

1.一种带微透镜的半导体激光器阵列，它包括热沉(3)、制冷器(4)、散热器(5)，大透镜(9)、固体激光棒(10)，其特征在于它还包括由激光器线阵列(1)和微透镜(2)构成的带微透镜半导体激光器阵列(6)，其中激光器线阵列(1)安装在支架上，微透镜(2)用支撑件通过激光器线阵列(1)支架固定在激光器线阵列(1)的右侧端前方，微透镜(2)与激光器线阵列(1)安装成整体结构的带微透镜半导体激光器阵列(6)，带微透镜半导体激光器阵列(6)依次排列焊接固定安装在热沉(3)金属壳体上，构成激光器线阵列(1)二维阵列结构，各个激光器线阵列(1)激光芯片分别焊接在热沉(3)上，热沉(3)金属壳体用紧固件安装在制冷器(4)上，制冷器(4)用紧固件固定安装在散热器(5)上，大透镜(9)、固体激光棒(10)固定安装在外部激光器设备上。

2.根据权利要求1所述的带微透镜的半导体激光器阵列，其特征在于带微透镜半导体激光器阵列(6)的微透镜(2)直径尺寸(7)为Φ200至Φ1000微米，微透镜(2)至激光器线阵列(1)发光面的距离尺寸(8)为0至1000微米。