[实用新型]一种半导体激光阵列复合耦合装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体激光阵列复合耦合技术，特别是指一种大功率半导体激光阵列复合耦合装置，属于激光技术应用领域。

背景技术

半导体激光器具有电光转换效率高、体积小、重量轻等优点，使得它的应用变得越来越广泛。但是，随着半导体激光器功率的不断提高，功率密度不断增大，散热及寿命问题成了影响半导体激光器，特别是大功率半导体激光器发展的关键问题。如何解决大功率半导体激光器的寿命问题成了目前研究的一个热点。

靠热传导冷却的半导体激光巴条，器件的寿命决定于发光单元自身的寿命，为4万小时；但是靠热传导冷却的半导体激光巴条，受冷却方式的限制，不能垂直叠加来增加激光功率，因此这种巴条的特点是寿命长，功率低。

在传统工艺中，为了提高半导体激光器的功率，是将半导体激光器的巴条进行密排，做成面阵，采用微通道冷却。这种方式减小了半导体激光器的体积，提高了功率，但同时也降低的半导体激光器的寿命。半导体激光器微通道热沉冷却普遍采用五层具有不同内部结构的高导热矩形无氧铜薄片组合在一起构成微通道的结构，每层的厚度在0.2～0.3mm之间。微通道结构本身参与导电，必须采用去离子水冷却，去离子水对无氧铜薄片具有一定的腐蚀性，导致器件的寿命降为2万小时，因此，采用微通道冷却方式在提高输出功率的同时降低了器件的寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服传统方法影响器件寿命的缺点，提供一种将半导体激光器阵列复合耦合装置。本实用新型在提高半导体激光器功率的同时，提高了器件的寿命。

为了实现上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

半导体激光阵列复合耦合装置，包括N个热传导冷却的激光巴条1，N个条状反射镜2，N个反射镜固定架3。N为大于1的整数，具体值需要通过公式计算得出，Q_slow代表所用激光巴条在慢轴方向的光参数乘积，Q_fast代表所用激光巴条在快轴方向的光参数乘积。

本实用新型提供了一种半导体激光阵列复合耦合装置，其特征在于：该装置由N个热传导冷却的激光巴条，N个条状反射镜和N个反射镜固定架组成；N为大于1的整数；

N个相同的热传导冷却的激光巴条均水平放置，且N个相同的激光巴条之间相互平行放置，高度方向等间距排列；

在每个热传导冷却的激光巴条的传播方向上都放置一个反射镜固定架，N个反射镜固定架之间相互平行；

所述的反射镜固定架形状为在一个长方体中等间距掏空N个长方体，仅在反射镜固定架与对应激光巴条高度一致的位置固定一片条状反射镜，其余N-1个位置为空；

所述的条状反射镜，表面镀有针对激光巴条发出激光波长的反射膜，长度大于激光巴条所发射激光在慢轴方向的长度，使慢轴方向的光能够被反射镜完全反射，高度方向大于激光巴条所发射的经过快轴准直的激光的宽度，使快轴方向的光能够被反射镜完全反射；

反射镜固定架与激光的传播方向呈30°～45°角度放置。

所述的激光巴条，其特征在于：采用热传导冷却方式，包括发光单元、正负电极、快慢轴准直镜、传导热沉。

所述的反射镜固定架结构为目字形状，即在长方体中等间距掏空N个长方体，其间距大小与N个巴条之间的间距相等，N个长方体在高度方向与N个巴条高度对应，仅在反射镜固定架与对应激光巴条高度一致的位置固定一片条状反射镜，其余N-1个位置为空。反射镜固定架特征在于：用于固定条状反射镜，条状反射镜固定在反射镜固定架的特定位置，使得从某个激光巴条发射过来的激光被条状反射镜反射，而从其他激光巴条发射的激光从反射镜的上面或下面透过。

本实用新型通过反射镜，将水平位置不同，高度不同的光束，复合耦合成水平位置相同，高度均匀排列半导体激光阵列。

本实用新型的装置，采用多个热传导冷却的激光巴条，与传统的以微通道冷却方式提高激光器功率的方法相比，在不降低激光输出功率的情况下，提高了半导体激光器的整体寿命，可以达到4万小时以上；相对于单个的热传导冷却方式，在不降低寿命的情况下，提高了半导体激光器的功率。

附图说明

图1大功率半导体激光巴条；

图2条状反射镜；

图3反射镜固定架；

图4半导体激光阵列复合耦合装置等轴测视图

图5半导体激光阵列复合耦合装置俯视图

图6半导体激光阵列复合耦合装置侧视图

图中：1、激光巴条；2、条状反射镜；3、反射镜固定架；4、光路；5、发光单元；6、快慢轴准直镜；7、热传导热沉；8、负电极；9、正电极。