[发明专利]一种分体式半导体激光二极管能量合束装置

说明书

技术领域

本发明型属于光电技术领域，尤其是涉及四头激光指示结构。

背景技术

激光医疗以及美容技术是近年来高速发展的行业，小型化标准封装的半导体激光二极管，具有使用温度范围宽、驱动简单、电—光转换效率高、波长多样，单色性好等优点，正在替代传统的大型气体或者固体激光器件在医疗和美容行业的应用。但是，由于半导激光二极管单管功率相对较小，在需要较大激光功率的场合不能使用单颗半导激光二极管，就需要对多颗半导激光二极管发出的光束进行整合。

传统的整合方式分为两类，一是对半导激光二极管发光晶圆部分进行列阵，做出钯条类型的激光器件，二是使用光纤耦合系统进行多颗半导体激光二极管的光束进行耦合和合束。

两种方法存在以下问题：

1、晶圆列阵的方式需要精度极高的透镜列阵来进行光束整合，晶圆列阵的发热量大，工艺稍差就会影响晶圆寿命，使用上对散热有极高的要求；

2、光纤耦合方式系统复杂，合束效率低下，能量传输所使用的光纤多为多模光纤，对激光光源本身的特性破坏较大，在有些对光束模式有需求的场合不能使用。

3、成本都比较高，无论是透镜列阵还是光纤合束系统，所需要的附属调节结构和其本身即为昂贵的，在日渐普及的家用理疗行业，显然已经不具备竞争价值。

4、工艺复杂，几乎无法大规模生产，仅适合于研究机构或者专业医疗结构的大型设备所使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种分体式半导体激光二极管能量合束结构装置，结构紧凑，设计巧妙合理，极大简化了传统激光合束装置的复杂性；满足了目前市场对此类半导体激光二极管合数装置的需求。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。

一种分体式半导体激光二极管能量合束装置，包括安装座，所述安装座为中心设有定位孔的圆盘状结构，沿圆盘的一侧对称设有四个用于安装激光模组组件的组件基座，激光模组组件镶装在所述组件基座中；所述组件基座的一侧设有通过隔套与激光模组组件连接的PCB驱动线路板，PCB驱动线路板上设有连接电源的排线和插头；所述激光模组组件经顶丝调整定位并通过圆盘状安装座端面透孔出射激光束，将激光模组组件出射的激光束经正透镜聚焦为1个光斑。

优选地，所述组件基座中设有镶装激光模组组件的安装孔，设有凸台的激光模组组件镶装到组件基座安装孔中，并通过凸台与组件基座安装孔之间的间隙定位，凸台外径与组件基座安装孔内径之间的间距为0.5mm。

优选地，所述组件基座中安装孔的三个方向分别设有镶装顶丝的镶装槽，三个镶装槽中相邻镶装槽中心线之间的夹角为100°。

优选地，所述顶丝接触在的激光模组组件所设凸台的前部激光模组组件外壁上。

优选地，所述激光模组组件由镶装在激光管座上的半导体激光二极管、设在半导体激光二极管外侧的透镜筒、以及置于半导体激光二极管发光体前端的非球面透镜组成，成为一个激光发射基本单元。

优选地，所述激光模组组件使用小功率808nm激光二极管作为光源，激光二极管前设有将激光二极管的发散光束整形为远场准直光、且50米处激光光斑能够达到10mm以内的非球面透镜。

优选地，所述PCB驱动线路板采用CN5611型恒流控制芯片，其输入2.6～3.3V电源电压，30～800mA的电流。

优选地，所述正透镜为焦距60mm，直径27mm的非球面正透镜，其光学有效口径为20mm，能将20mm直径内同轴向的光束汇聚于60mm交点处。

优选地，所述安装座由金属铝材料机加工而成。

优选地，所述顶丝镶装槽中填充有703硅橡胶。

该结构通过4个独立的半导体激光二极管驱动单元来驱动4颗半导体激光二极管，把4只独立的半导体激光二极管通过一次准直，然后通过平行—同轴调整结构将4束准直光平行，最后通过一片非球面镜片将4束平行的准直光进行合束整合，在其光学交点处可以得到约为单个独立半导体激光二极管4倍的能量强度的光斑。实际使用中在轴向前后调整镜片的位置，可以精确调整光斑位置，达到了对多颗独立半导体激光二极管的光束进行合束；其结构紧凑，设计巧妙合理，极大简化了传统激光合束装置的复杂性；满足了目前市场对此类半导体激光二极管合数装置的需求。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明的结构紧凑，设计合理，装配简单，实现方便。

2、本发明将标准化的半导体激光二极管进行两次光学精准调整，实现将多颗半导体激光二极管进行能量合束的功能。