[发明专利]一种高功率半导体激光器扩束系统

权利要求书

1.一种高功率半导体激光器扩束系统，其特征在于：包括沿光路依次设置的半导体激光器叠阵、准直透镜组和分光系统，所述的半导体激光器叠阵由若干个半导体激光单元组成；所述分光系统包括沿激光出光方向依次设置的n组分光模块,每组分光模块包括分光器和反射器，分光器的分光面和反射器的反射面沿高度方向设置相互平行且与激光出光方向均成30-60°夹角；激光光束经过分光器后，一半能量的光直接透射，另一半能量的光反射至反射器后再次反射，与分光器直接透射的光平行出射；

第一组分光模块的分光器与半导体激光器叠阵的堆叠高度相当；各组分光模块尺寸依次成倍增大，第m组分光模块出光光束入射至第m+1组分光模块的分光器上，1≤m＜n，m为分光模块的排列序号，排列序号按照激光依次通过的顺序进行排号。

2.根据权利要求1所述的高功率半导体激光器扩束系统，其特征在于：所述反射器为全反射平面镜或者全反射棱镜。

3.根据权利要求2所述的高功率半导体激光器扩束系统，其特征在于：所述全反射平面镜的材料为玻璃或金属，表面镀高反膜，高反膜的材料为金属银或者铝；或者高反膜采用多层介质反射膜。

4.根据权利要求1所述的高功率半导体激光器扩束系统，其特征在于：所述反射器为偏振器件；半导体激光器叠阵的偏振特性为TE光，则偏振器件对TE光全反射；或者半导体激光器叠阵的偏振特性为TM光，则偏振器件对TM光全反射。

5.根据权利要求4所述的高功率半导体激光器扩束系统，其特征在于：所述偏振器件采用偏振片、偏振镜或者偏振合束器。

6.根据权利要求2至5任一所述的高功率半导体激光器扩束系统，其特征在于：所述分光器采用分光镜，分光镜的基体材料为玻璃，分光镜表面镀半透半反膜，半透半反膜的材料为硫化锌-氟化镁膜系。

7.根据权利要求1所述的高功率半导体激光器扩束系统，其特征在于：所述分光模块采用棱镜组合整体实现分光器和反射器的功能，棱镜组合中各个棱镜之间紧密贴合，使得整体上具有一个侧面面向半导体激光器叠阵且与所述激光出光方向垂直作为分光模块的入光面，具有另一个侧面与所述入光面平行作为分光模块的出光面；棱镜组合内部存在一个贴合面镀有半透半反膜作为分光器的分光面，与分光面平行且所述入光面相邻的一个侧面作为反射器的反射面。

8.根据权利要求7所述的高功率半导体激光器扩束系统，其特征在于：

所述分光模块采用平行六面棱镜和三棱镜的组合，平行六面棱镜具有唯一侧面面向半导体激光器叠阵且与所述激光出光方向垂直作为分光模块的入光面，与该侧面夹角为锐角的相邻侧面上紧密贴合所述三棱镜，贴合面上镀有半透半反膜作为分光器的分光面，与该侧面夹角为钝角的相邻侧面作为反射器的反光面；三棱镜还具有一个与所述激光出光方向垂直的外侧面，作为分光模块的出光面。

9.根据权利要求1所述的高功率半导体激光器扩束系统，其特征在于：分光器的分光面和反射器的反射面均与激光出光方向成45°角设置。

10.根据权利要求1所述的高功率半导体激光器扩束系统，其特征在于：所述准直透镜组包括快轴准直镜和慢轴准直镜的组合或两者之一，其中，快轴准直透镜为准直D型非球面透镜，慢轴准直镜为单阵列柱面透镜。