[实用新型]一种半导体激光器管芯的合束装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种半导体激光器管芯的合束装置，尤其涉及由体布拉格光栅稳频的波长线性的半导体激光器管芯的合束装置。

背景技术

随着大功率激光技术在工业、医疗和国防中的应用，越来越要求功率更大、亮度更高的激光光源。这些大功率激光光源包括第一代二氧化碳气体激光光源，第二代以YAG为代表的固体激光光源，第三代光纤激光光源和第四代直接半导体光源。直接半导体需要将很多个半导体激光器单管联合起来，产生大功率激光。因此半导体激光合束技术就显得尤为重要。现有的合束技术有空间合束，但其仅能提高功率不能提高亮度；偏振合束，可以提高亮度，但是只能合束两路激光；波长合束，可以提高功率和亮度，但是它由统一的外反射提供给各个激光器单管，外部反射的波动会直接影响各个单管激光器的工作状态和输出功率。大功率半导体激光器合束需要一种新的技术来满足大功率高亮度合束的要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提出一种新型的通过外部波长线性啁啾的布拉格体光栅进行波长锁定的多管芯半导体激光器合束技术，是将多个半导体激光器管芯分别进行波长锁定，通过色散元件实现波长合束的装置。

本实用新型所采用的技术方案为：一种半导体激光器管芯的合束装置，包括多个半导体激光器的管芯和设置在所述半导体激光管芯输出光路上的快轴准直透镜、布拉格体光栅、快慢轴准直透镜、全息光栅和光束变换透镜组、多个中心波长为915nm的管芯呈直线排列、安装在带微通道水循环的热沉上，在快轴准直透镜的外部，安装有布拉格体光栅，沿着管芯的排列方向，布拉格体光栅的中心反射波长呈线性啁啾排列；其特征在于：所述的布拉格体光栅背面放置有快慢轴准直透镜，使来自各个半导体激光器管芯的激光束，经过该透镜后变为平行光束，投射到全息光栅上，选择全息光栅的光栅周期、旋转方向和与管芯的空间距离，使得将来自各个管芯的不同波长的激光束，在+1级衍射条纹上，衍射到同一个方向，实现多管芯的半导体激光合束。

所述的布拉格体光栅的波长分布范围为20nm，中心波长为915-10nm，最大波长的管芯的中心波长为915+10nm，中间的各个管芯波长按照其空间位置以及线性啁啾的原则进行选择。

所述的每个半导体激光器的管芯与其对应的布拉格体光栅组成所形成的联合激光器，其输出的激光波长由其对应的布拉格体光栅的中心反射波长决定，每个管芯对应一个体布拉格光栅。

所述的多个半导体激光器的管芯可以是分离的管芯，也可以是激光器巴条。

所述的多个布拉格体光栅的中心反射波长沿着长度方向呈线性变化，中心反射波长在700～1100纳米范围内，中心反射率为5%～50%。

所述的半导体激光器的管芯一端镀了高反膜，另一端镀了增透膜，以抑制管芯F-P腔模式引起的激射，有利于布拉格体光栅通过外部光反馈而实现波长锁定。

本实用新型的有益效果是：1、本实用新型对每个半导体激光器管芯提供一个外部布拉格体光栅进行波长锁定，可以对各个激光器管芯进行单独调节，增强了工艺的可操作性。2、外部的布拉格体光栅对每个半导体激光器管芯进行了较强的波长锁定。3、少数半导体激光器管芯工作状态发生改变的情况下，不会破坏整个系统的工作。在色散元件偏离线性的情况下，仍然可以通过调节外部布拉格体光栅的中心波长，或者体布拉格光栅的水平位置，来进行矫正。4系统的可靠性和稳定性提高。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是各个半导体激光器管芯输出波长的分布图。

图3（a）是全息光栅正向色散的原理示意图。

图3（b）是全息光栅反向色散的原理示意图。

图中：1管芯，2快轴准直透镜，3布拉格体光栅，4快慢轴准直透镜，5全息光栅，6光束变换透镜组。

实施例1：