[发明专利]多单管半导体激光器光纤耦合模块

说明书

技术领域

本发明涉及半导体激光装置，更具体地说，涉及一种多单管半导体激光器光纤耦合模块。

背景技术

激光二极管因能够输出高功率、高集中度的光束而应用于多种场合。但是仅仅将单个激光二极管输出的光束耦入光纤是不够的，其输出通常被限制在10w左右，无法达到更高的功率。在很多器件中，为了增加耦入光纤的光束的亮度和功率，需要将多个激光二极管发出的光束耦入同一光纤，例如巴(bar)条列阵或者叠阵等封装耦合器件，它们可满足大功率输出的要求，达到百瓦甚至千瓦。

目前国内外输出功率为50瓦以上的多单管半导体激光器光纤耦合模块多以两种技术为主。图1是现有技术中一种多单管半导体激光器光纤耦合模块的示意图。如图1所示，在这种光纤耦合模块中，多个半导体激光器芯片101按照同一方向排成一排，每个半导体激光器芯片101发出的光线经过快轴准直透镜102和慢轴准直透镜103准直后，入射到反射镜104上，被反射镜104反射的光线形成一列平行光束，并入射到会聚透镜105，经会聚后耦合到同一根光纤106。这种光纤耦合模块的缺点在于：光纤耦合时，由于光纤空间发散角特性、以及光纤纤芯尺寸的限制，无法更多地增加芯片数量，因此光纤耦合模块无法获得更高的功率和较小的数值孔径特性。

图2是现有技术中另一种多单管半导体激光器光纤耦合模块的示意图。如图2所示，在这种光纤耦合模块中，多个半导体激光器芯片201分成两组或更多组，并对应地设置两组或更多组快轴准直透镜202、慢轴准直透镜203、以及反射镜204。每个半导体激光器芯片201发出的光线经过对应的快轴准直透镜202和慢轴准直透镜203准直后，入射到反射镜204上，被两组反射镜204反射的光线形成两列或多列平行光束，之后采用半波片205和偏振光束合束器206将这两列或多列光束整合为一组，最后通过会聚透镜207耦合到一根光纤中。这种光纤耦合模块的缺点在于：由于当几束平行光束经过偏振合束器204的反射面(或透射面)时，其反射率(或透射率)的高低完全依赖光束的偏振态，当这几束平行光的偏振态一致，且都与偏振合束器204的反射(或透射)方向一致时才能达到较高的反射率(或透射率)，所以其对每个芯片201的偏振度及芯片201焊接的位置要求较高。

偏振光合束器206的合束效率依赖于每个半导体激光器芯片201的偏振度和贴片位置的高精准度，因此会导致半导体激光器芯片201的成本增加、且整个光纤耦合模块的复杂程度增加。此外，这种光纤耦合模块需要引入更多的光学器件，会带来更多的损耗。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中光纤耦合模块的上述缺陷，提供一种多单管半导体激光器光纤耦合模块，可以输出较高的功率，且具有简单的制作工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种多单管半导体激光器光纤耦合模块，包括:

多组半导体激光器芯片，每组半导体激光器芯片都包括沿着第一方向排列设置的、用于发出光束的多个半导体激光器芯片；

用于对所述光束分别进行准直的准直透镜；

与所述多组半导体激光器芯片对应的多个会聚透镜；

多个反射镜，用于将同一组的准直后的光束反射到对应的所述会聚透镜；以及

光纤合束器，包括多个光纤输入端、单根光纤输出端、以及连接在多个光纤输入端和光纤输出端之间的拉锥耦合区；

来自多个所述会聚透镜的光束从对应的光纤输入端耦入，经所述光纤合束器合成为合成光束，并经所述光纤输出端输出。

根据本发明所述的多单管半导体激光器光纤耦合模块，每个所述光纤输入端都带有陶瓷插芯，所述陶瓷插芯与对应的会聚透镜相对设置。

根据本发明所述的多单管半导体激光器光纤耦合模块，在所述陶瓷插芯朝向所述会聚透镜的端面上镀有增透膜。

根据本发明所述的多单管半导体激光器光纤耦合模块，所述多个光纤输入端在所述拉锥耦合区熔接为单根。

根据本发明所述的多单管半导体激光器光纤耦合模块，在所述拉锥耦合区外，套设有套筒。

根据本发明所述的多单管半导体激光器光纤耦合模块，所述准直透镜设置在所述半导体激光器芯片的前方、光束的行进路线上，包括用于对光束进行准直的快轴准直透镜和慢轴准直透镜。

根据本发明所述的多单管半导体激光器光纤耦合模块，每个半导体激光器芯片及其对应的快轴准直透镜、慢轴准直透镜、以及反射镜均依次位于同一直线上，且平行于第二方向，所述第二方向与所述第一方向垂直。