[发明专利]高功率半导体薄片激光器列阵

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于激光技术领域，特别涉及一种高功率半导体薄片激光器列阵。

背景技术

二极管泵浦固体激光技术在各个领域具有较为广阔的应用前景，而高功率二极管泵浦固体激光器也随之具有较好的发展前景。如何获得高功率的激光输出、较宽的波长宽度范围、较高的输出效率和较长的使用寿命，则是高功率激光器需要解决的问题。

现有技术中，为提高固体激光器功率，出现了利用二极管激光列阵作为泵浦源的固体薄片激光器，泵浦后输出激光功率较高；虽然理论上能够实现增加激光器的输出功率，但是增益介质为一般固体激光器通用的增益介质，激光波长范围较为单一；由反射镜、增益介质和透射镜组成谐振腔，谐振腔和光束整形分别独立，导致激光器具有体积大、散热困难、光损较大的缺点，因而使用寿命较低，效率较差。

因此，需要一种较高功率的薄片激光器，具有较高的输出功率，输出波长范围大的特点，激光器整体体积小，散热效果较好，且光损小、效率高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的提供一种高功率半导体薄片激光器列阵，具有较高的输出功率，输出波长范围大的特点，激光器整体体积小，散热效果较好，且光损小、效率高。

本发明的高功率半导体薄片激光器列阵，包括泵浦光源系统、半导体增益薄片和微腔镜阵列，半导体增益薄片和微腔镜阵列组成谐振腔，所述泵浦光源系统包括半导体激光阵列和整形组件，所述半导体激光阵列经整形组件整形后形成泵浦光束阵列，所述泵浦光束阵列入射至半导体增益薄片，所述微腔镜阵列用于将激光列阵输出。

进一步，所述半导体增益薄片由上到下包括散热窗口层、多量子阱有源层和分布布喇格反射层；

进一步，所述微腔镜阵列为微柱腔镜阵列；

进一步，所述微柱腔镜阵列和半导体激光阵列均为线阵；

进一步，所述多量子阱有源层和分布布喇格反射层均在基质层上生长而成，所述基质层经过刻蚀加工，所述基质层经过刻蚀加工，基质厚度为0微米到100微米之间；

进一步，所述基质层位于一热沉上，当基质层厚度为零时，分布布喇格反射层位于热沉。

本发明的有益效果：本发明的高功率半导体薄片激光器列阵，激光增益介质采用半导体薄片，其发射激光波长可根据半导体材料的种类、材料的组分、量子阱的厚度的不同来自行设计，激光波长覆盖了从可见光到近红外的较宽范围，克服了现有固体激光器的增益介质的发射激光波长较为固定的缺陷；采用微腔镜列阵与半导体增益薄片形成谐振腔列阵，输出激光列阵，该激光列阵在光集成、光通信、光互联及高速并行计算等方面的应用有独特优势；列阵中每个单元的输出激光都具有很高的光束质量，易高效耦合进光纤，进行合束；与单个半导体薄片激光器比较，本发明的薄片激光器列阵把热量分散到许多个单元，更利于激光器的散热，能输出更高的总功率；本发明的半导体薄片激光器可利用输出的反馈，实现输出光束之间的模式锁定；激光器整体体积小、稳定性好、可靠性强，效率高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的结构原理示意图。

具体实施方式

图1为本发明的结构原理示意图，如图所示：本实施例的高功率半导体薄片激光器列阵，包括泵浦光源系统1、半导体增益薄片2和微腔镜阵列3，半导体增益薄片2和微腔镜阵列3组成谐振腔，所述泵浦光源系统1包括半导体激光阵列和整形组件，所述半导体激光阵列经整形组件整形后形成泵浦光束阵列11，所述泵浦光束阵列11入射至半导体增益薄片2，所述微腔镜阵列3用于将激光列阵31输出。

本实施例中，所述半导体增益薄片2由上到下包括散热窗口层21、多量子阱有源层22和分布布喇格反射层23；散热窗口层21可采用金刚石材料并与多量子阱有源层之间采用毛细键合技术的层叠方式；散热途径直接快捷，具有较好的散热效果，利于缓解多量子阱有源层22的热沉积，提高本发明的输出功率，且为高功率半导体薄片激光器的长期使用提供了可能。

本实施例中，所述微腔镜阵列3为微柱腔镜阵列；在形成谐振腔的同时对输出光束进行整形，简化激光器结构，并降低光损，利于进一步提高本发明的输出功率。

本实施例中，所述微柱腔镜阵列和半导体激光阵列均为线阵；结构简单，保证具有较高的功率的同时减小激光器列阵的体积。