[实用新型]一种大功率半导体激光光束复合装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种大功率半导体激光系统中的多光束复合装置，该装置采用空间复合的方法将八组半导体激光阵列发出的四种波长的光束合成一束。属于激光技术领域。

背景技术

众所周知，大功率半导体激光器因其体积小、光电转换率高及寿命长等优点而广泛应用于各个领域。尤其是高光束质量、高亮度的千瓦级大功率半导体激光器，不但能直接应用于材料加工而且在泵浦固体激光器以及在军事、医疗等领域，都有着广泛的应用和较大的发展前景。

目前国际上为了实现大功率的半导体激光输出，大多采用较为简单的空间复合方式，如德国JENOP(S)TIK laserdiode公司，利用反射镜、波长合束器和偏振合束器来实现两种波长四个半导体激光阵列的光束复合。此种方法虽然能够得到高功率的激光输出，但是由于没有加光束整形装置而且各光程不同，结果严重影响输出光束的光束质量。

专利号为ZL200820079777.1的实用新型专利中提供了一种光束复合装置，很好的解决了上述问题。装置首先将不同波长的光两两进行一次合束，得到四束合束光，然后将此合束光再进行第二次两两合束，得到两束不同偏振态的光。最后通过偏振合束器将这两束光耦合成一束。但是，这种方法仍然存在一定的缺点，由于采用先波长合束再偏振合束的方法，这使得能量都集中到最后一步的偏振合束器中，从而对偏振合束器的损伤能量阈值要求比较高，相应的就提高了成本。特别是在实际系统中，最后一步合束会因能量过高而直接损坏偏振合束器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有合束装置的上述缺陷，提供了一种结构更加合理的激光光束复合系统。与现有的系统相比，本实用新型的结构更加合理、体积更小、成本更低。

本实用新型将八个半导体激光阵列发出的八束四种波长的光首先利用偏振合束器进行偏振耦合，得到四束四种波长的自然光；此四束光再利用两个波长合束器进行两两合束，得到两束合束光，最后将得到的两束合束光通过波长合束器进行最后的合束。

本实用新型采用如下技术方案：本光束复合装置包括第一半导体激光阵列、第二半导体激光阵列、第三半导体激光阵列、第四半导体激光阵列、第五半导体激光阵列、第六半导体激光阵列、第七半导体激光阵列和第八半导体激光阵列以及第一波长耦合器、第二波长耦合器、第三波长耦合器、第一偏振合束器、第二偏振合束器、第三偏振合束器、第四偏振合束器、第一波片、第二波片、第三波片、第四波片和光束整形装置。所述的八个半导体激光阵列均输出P态光或S态光。其中第一半导体激光阵列和第二半导体激光阵列的波长为λ₁，第三半导体激光阵列和第四半导体激光阵列的波长为λ₂，第五半导体激光阵列和第六半导体激光阵列的波长为λ₃，第七半导体激光阵列和第八半导体激光阵列的波长为λ₄。

第一半导体激光阵列发出的光经过第一波片后与第二半导体激光阵列发出的光通过第一偏振合束器进行偏振耦合得到波长为λ₁的自然光，同时第三半导体激光阵列发出的光经第二波片后与第四半导体激光阵列发出的光通过第二偏振合束器进行偏振耦合得到波长为λ₂的自然光，然后将波长为λ₁和波长为λ₂的两束光通过第一波长合束器进行合束，得到合束光λ₁λ₂。与此同时，第五半导体激光阵列发出的光经第三波片后与第六半导体激光阵列发出的光通过第三偏振合束器进行偏振耦合得到波长为λ₃的自然光，第七半导体激光阵列发出的光经第四波片后与第八半导体激光阵列发出的光通过第四偏振合束器进行偏振耦合得到波长为λ₄的自然光，然后将波长为λ₃和波长为λ₄的两束光通过第二波长合束器进行合束得到合束光λ₃λ₄；最后合束光λ₁λ₂与合束光λ₃λ₄再通过第三波长合束器进行合束。其中第一波长合束器是将波长λ₁的光透射而波长λ₂的光反射；第二波长合束器是将波长λ₃的光透射而波长λ₄的光反射；第三波长合束器是将波长λ₁λ₂的光透射而波长λ₃λ₄的光反射。