[实用新型]耦合两个半导体激光器光束的结构

说明书

所属技术领域

本实用新型提供了一种耦合两个半导体激光器光束的结构，通过该结构可以将两个半导体激光器的输出光耦合到一根光纤中，属于应用激光和半导体激光领域。 

背景技术

在工业、医学和科研领域中广泛地使用808nm、980nm、1064nm等红外激光作为工作光源。这些光属于不可见光，但在应用当中很多情况下需要知道这些工作光的传播路径和照射位置，这就需要可见波长的光来作指示、导引。 

传统技术方案是在光路中使用对一个波长反射对另一波长透射的双色片，对两束激光进行合束，并通过聚焦耦合透镜耦合到光纤内，实现从一根光纤获得了两个波长的输出，例如200820180756.9号专利。但是如果两个波长比较靠近时，要求双色片的反射率曲线的边缘非常陡直，这样的镀膜设计和制作的难度非常大，反射率和透射率都不会太高，导致合束功率损失大。进一步，对相同波长的两束光，就不可能用双色片的方法来获得合束的目的。需要更好的方案来改进。 

发明内容

本实用新型解决了将两个半导体激光器的输出耦合到单一光纤的问题。原理和完整结构分别见图1和图3。 

激光器1和激光器2是发射不同波长或相同波长的半导体激光器。二者都已经被分别装在热沉3.1和热沉3.2上，两个热沉安装在底板4上，安装方式为激光器的PN结平面垂直于底板。 

两个激光器芯片发出的光束首先被在各自前方分别安装的快轴准直柱透镜5.1和5.2在快轴方向进行准直，准直后的光束16.1和16.2以扇形出射。激光器1与透镜-光纤组件6光轴平行放置，其经快轴准直的光束16.1直接照向透镜-光纤组件6并且光轴与之平行。激光器2与激光器1成一定角度放置，它的经快轴准直的光束经过一个反射镜7的反射照向透镜-光纤组件6，并且反射后的光束光轴与透镜-光纤组件6的光轴平行。 

用来反射激光器2光束16.2的反射镜7安装在激光器1和透镜-光纤组件6之间，反射镜的一个边紧靠但是不遮挡激光器1的扇形光束16.1，经反射镜7反射后的激光器2的光束16.22紧靠第一个激光器的光束16.1而且与其平行。两束并列的光束16.22和16.1通过透镜-光纤组件6耦合到光纤。 

激光器2到透镜8的光程应当和激光器1到透镜8的光程相同或仅有微小差异。 

透镜-光纤组件6其外部为一个圆形的套筒9，透镜8固定在套筒9内的一端，光纤插针10从另一端插入套筒9，光纤插针10与透镜8之间的距离用一个定位环11来固定。见图1 和2。透镜-光纤组件6可以作为一个调节单元，通过多维的位置、角度调整，两个激光器的并列光束被透镜聚焦耦合到光纤里。透镜8和光纤插针10通过套筒和定位环来实现同轴和定位。 

光纤12安装在圆柱形光纤插针10的中心，端面磨平、抛光，并镀对两个激光器波长都增透的增透膜。 

透镜8可以是球面、非球面或自聚焦透镜，也可以是这些透镜的组合。 

套筒9为截面形状是圆形的圆筒，或筒壁沿轴向开通槽的截面呈“C”形的开口圆筒，由金属或陶瓷材料制成。 

管壳的侧壁13上制作一个用于引出光纤的圆形光纤引出管14，管的上方有一个开口15。透镜-光纤组件6插入管14内进行耦合位置调整。管14内径大于套筒9的外径，使套筒9在管14内有充分的调整空间。调整到最佳耦合状态后，通过开口15将焊料注入管内将透镜-光纤组件6焊装固定在光纤引出管14内，或用胶从开口注入将透镜-光纤组件6固定在管14内。这样的固定方式，不需要额外的支撑元件，工艺简单可靠。见图3。 

当需要一个工作激光，一个指示光时，可以将工作激光放在激光器1的位置，指示光激光通常是几mW功率量级的，可以放到激光器2的位置。 

附图说明

图1为将两个半导体激光的光束耦合进光纤的原理示意图。 

图2为透镜-光纤组件剖视图，透镜和套筒之间有定位环。 

图3为激光器和透镜-光纤组件全部安装到位的侧视图，显示了光纤引出的方式和透镜-光纤组件的固定方式。 

具体实施方式

一种实施方式的整体结构见图3。下面详述整个结构的制作流程。 

先在激光器1和2的出光方向上安装快轴准直柱面镜，将光束压缩成为扇形并垂直激光器腔面出射，如16.1和16.2所示。