[发明专利]一种单管半导体激光器合束装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体激光器技术领域，特别是涉及一种单管半导体激光器合束装置。

背景技术

半导体激光器体积小、重量轻、效率高，因此，通常将半导体激光器应用于工业、军事、医疗、通讯等众多领域，随着半导体激光器的不断发展，人们对大功率的半导体激光器的需求越来越高。单管半导体激光器输出功率低，无法适应多样化的应用，因此，通常采用合束的方法来提高半导体激光器的输出功率。

目前，常用的合束方法为偏振合束，偏振合束通常用于耦合两路单管半导体激光器，其中一路放置半波片，使其偏振态发生变化，将S态偏振光变成P态偏振光，或将P态偏振光变成S态偏振光后入射到偏振合束器上。虽然偏振合束在一定程度上提高了输出功率，但是由于其偏振态的限制，只能使用一个P偏振的组合光束单元以及一个S偏振的组合光束单元进行合束，这样就限制了合束单元的数量，进而限制了半导体激光器的输出功率。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够大幅度提高输出功率的单管半导体激光器合束装置。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种单管半导体激光器合束装置，包括：圆锥台形热沉、单管半导体激光器、快轴准直镜、慢轴准直镜、聚焦透镜组和多模光纤；

所述圆锥台形热沉靠近第一端面的一侧设置有多个凹槽，多个所述凹槽围绕所述圆锥台形热沉的侧面排列，所述第一端面的直径小于第二端面的直径，每个所述凹槽内均固定一个所述单管半导体激光器，在每个所述单管半导体激光器的前面依次固定所述快轴准直镜和所述慢轴准直镜，每个所述单管半导体激光器均发出一列组合光束，所述组合光束经所述快轴准直镜和所述慢轴准直镜准直后输出为一列平行的组合光束，在多列所述平行的组合光束的光路上设置所述聚焦透镜组，所述聚焦透镜组将多列所述平行的组合光束合束为聚焦光束，在所述聚焦光束的光路上设置所述多模光纤，所述多模光纤用于传输聚焦光束。

可选的，所述凹槽为扇形槽。

可选的，所述聚焦透镜组包括至少两个透镜，所述透镜为球面透镜。

可选的，每个所述单管半导体激光器发出的组合光束到达所述聚焦透镜组的光程均相等。

可选的，所述快轴准直镜为柱面微透镜。

可选的，所述慢轴准直镜为柱面微透镜。

可选的，所述圆锥台形热沉的材料为无氧铜。

可选的，所述单管半导体激光器通过螺钉固定在所述凹槽内。

可选的，所述快轴准直镜通过紫外胶固定到所述单管半导体激光器的腔前。

可选的，所述慢轴准直镜通过紫外胶固定到所述单管半导体激光器的腔前。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出了一种单管半导体激光器合束装置，包括：圆锥台形热沉、单管半导体激光器、快轴准直镜、慢轴准直镜、聚焦透镜组和多模光纤，圆锥台形热沉靠近第一端面的一侧设置有多个凹槽，多个凹槽围绕圆锥台形热沉的侧面排列，第一端面的直径小于第二端面的直径，每个凹槽内均固定一个单管半导体激光器，在每个单管半导体激光器的前面依次固定快轴准直镜和慢轴准直镜，在多列所述平行的组合光束的光路上依次设置所述聚焦透镜组和多模光纤。该单管半导体激光器合束装置中单管半导体激光器的个数可以通过改变所述圆锥台形热沉的机械尺寸而改变，其个数灵活可控，能够大幅度地提高输出功率；多个凹槽围绕所述圆锥台形热沉的侧面排列，使得单管半导体激光器经过快轴准直镜和慢轴准直镜整形后输出的光束能够直接进入聚焦透镜组，避免了使用大量的反射镜来改变光束的方向，能够降低装置的复杂度；本发明的合束装置能够保证每个单管半导体激光器出射的光束至聚焦透镜组的光程相同，进而提高聚焦透镜处的光斑均匀性和光纤耦合效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例单管半导体激光器合束装置的结构图；

图2为本发明实施例图单管半导体激光器合束装置中的圆锥台形热沉的立体结构图；

图3为本发明实施例单管半导体激光器合束装置中一个合束单元的侧视图；

图4为本发明实施例单管半导体激光器合束装置中十二个合束单元合束后的光束的光斑图。

具体实施方式