[实用新型]新型多单管半导体激光器光纤耦合模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体激光装置技术领域，特别涉及一种新型多单管半导体激光器光纤耦合模块。

背景技术

高功率半导体激光器具有体积小、插头转换效率高、使用寿命长等优点，在材料加工、激光器泵浦以及国防安全等领域应用十分广泛。目前高功率半导体激光器与成套设备的问题制约了我国激光技术快速发展，该领域产品完全依赖于进口。

为了得到高功率、高亮度的半导体激光光纤耦合输出，国内外利用空间合束、偏振合束与波长合束等技术，提出了多种半导体激光器的合束与光纤耦合方案。如申请号为200810051511.2、200910207824.5、201010597864.8、201010174581.2、201120497201.9、201410843840.4等中国专利，在上述专利中，都是使用多个单管半导体激光器、巴条或者堆栈进行合束与光纤耦合。半导体激光器巴条和堆栈可以实现很高的输出功率，但是其光束质量较差，并不能满足工业激光加工的需要。单管半导体激光器通过合束后可以获得较高功率的激光输出，并且光束质量较好，因此对单管半导体激光器进行合束并实现光纤耦合输出具有十分重要的意义。

目前，单管半导体激光器光纤耦合的设计如中国专利：200910207824.5、201110394648.8等，都是将单管半导体激光进行一维的堆叠。这种设计一方面由于光纤尺寸与数值孔径的限制，降低了光纤耦合输出功率；另一方面为了获得较大的输出功率，增加了耦合聚焦镜的通光口径，造成了耦合聚焦镜口径过大，增加了聚焦镜设计与制造的难度。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种新型多单管半导体激光器光纤耦合模块，使原本的单管半导体激光一维快轴方向的堆叠，变为快轴方向与慢轴方向共同叠加，提高了耦合聚焦镜的通光口径的利用率以及光纤耦合的输出功率。

基于上述问题，本实用新型提供的技术方案是：

新型多单管半导体激光器光纤耦合模块，包括底板和设置在所述底板第一方向两端的第一阶梯热沉和第二阶梯热沉，所述第一阶梯热沉和所述第二阶梯热沉分别设有若干个阶梯面，所述若干个阶梯面由所述底板中部向第一方向两端依次升高，每个阶梯面上相对设置两个半导体激光器，且所述两个半导体激光器沿所述底板第二方向布置，所述第二方向与所述第一方向垂直，所述两个半导体激光器之间设有刀锋直角反射镜，半导体激光器发出的光束在所述刀锋直角反射镜处合束，所述第一阶梯热沉和所述第二阶梯热沉之间设有反射镜，所述反射镜与所述刀锋直角反射镜的位置相对应且具有两个反射面以用于所述第一阶梯热沉和所述第二阶梯热沉上半导体激光束快轴方向上的合束，所述反射镜的出光束方向上依次设有扩束镜和聚焦镜。

进一步的，每个半导体激光器与所述刀锋直角反射镜之间设有准直镜，所述准直镜为快轴准直镜和/或慢轴准直镜。

进一步的，所述刀锋直角反射镜的两个直角面分别与对应激光束的慢轴方向呈45度角。

进一步的，所述两个直角面上设有反射膜。

进一步的，所述反射镜为直角三角反射棱镜或平面反射镜。

进一步的，所述聚焦镜为三片式消球差聚焦镜或非球面聚焦镜，或包括快轴聚焦镜和慢轴聚焦镜。

进一步的，所述底板的下方设有水冷散热块。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

采用本实用新型的技术方案，采用半导体激光器的阶梯状排布及刀锋直角反射镜的运用，将光束进行二维排布，实现光束快轴方向和慢轴方向的叠加，克服了光纤尺寸与数值孔径的限制，提高了光纤耦合输出功率，降低了聚焦镜设计与制造的难度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型新型多单管半导体激光器光纤耦合模块实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中阶梯热沉的结构示意图；

图3为本实用新型实施例光路俯视示意图；

其中：

1、底板；2、第一阶梯热沉；3、第二阶梯热沉；4、半导体激光器；5、刀锋直角反射镜；6、快轴准直镜；7、慢轴准直镜；8、反射镜；9、扩束镜；10、聚焦镜；11、水冷散热块；F、阶梯面。

具体实施方式