[实用新型]一种大功率半导体巴条激光器整形装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光器技术领域，尤其涉及一种大功率半导体巴条激光器整形装置。

背景技术

半导体激光巴条的输出功率可以达到千瓦量级，商用产品单个巴条可以达到200W。由于大功率半导体激光器的输出功率和转换效率大幅提高，阈值电流密度显著降低，而且具有体积小、寿命长(可达十万小时)等优点，使其在工业、军事、民用等领域开始有广泛的应用。

在很多实际应用中，尤其是用于泵浦领域，要求半导体巴条激光器输出均匀光斑或者光纤耦合输出。半导体巴条激光器是由多个发光点封装在同一块热沉上构成的。每个发光点都具有不对称分布的输出光场，其在垂直于PN结方向的(快轴方向)上呈现30°～70°的发散角，但发光区仅1μm宽，光束质量达到衍射极限；在平行于PN结方向(慢轴方向)上虽只有10°左右的发散角，但发光区宽度通常为100um，因此光束质量极差，较快轴相差百倍以上。而半导体巴条激光器是由多个发光点封装在同一块热沉上构成的，各发光点之间存在间距，通常为400um，这相当于多个发光点断续排列成10mm长的线光源，导致光束质量更加恶化，因此快慢轴光束质量极不对称的光束无法通过简单的聚焦系统将光束聚焦为尺寸对称具有一定焦深的焦斑。

大功率半导体巴条激光器除了快慢轴光束质量存在不对称问题外，还具有“smile”效应，要想获得均匀光斑更加困难。而现有的整形装置往往结构复杂，同时又有单元结构加工精度要求极高，安装精度要求极高，成本高等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足而提供一种体积小、结构紧凑的大功率半导体巴条激光器整形装置。

一种大功率半导体巴条激光器整形装置，该装置包括依次设置的半导体巴条、快轴准直透镜、微圆柱透镜组、棱镜和聚焦透镜，快轴准直透镜设置在半导体巴条一侧，微圆柱透镜组包括阵列排布并与半导体巴条上的发光点一一对应的微圆柱透镜。

进一步地，微圆柱透镜与半导体巴条上发光点的数量与宽度相对应。

进一步地，微圆柱透镜与半导体巴条的快轴倾斜一角度。

进一步地，所述角度为40°～50°。

进一步地，所述角度为45°。

进一步地，棱镜的数量为1。

进一步地，棱镜的数量为大于1，并密排设置。

进一步地，聚焦透镜为球透镜或柱透镜。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，利用结构简单、成本低的微圆柱透镜阵列对已进行快轴准直的巴条进行空间分割和快慢轴的重排；再利用单个或者多个棱镜进行慢轴密排，最终通过球透镜或者柱透镜聚焦，实现大功率半导体巴条的光斑整形。具有结构简单、稳定性强、调节快速和制作成本低等优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为半导体巴条与微圆柱透镜的位置示意图。

图中，1、半导体巴条；2、快轴准直透镜；3、微圆柱透镜组；4、棱镜；5、聚焦透镜；6、发光点；7、微圆柱透镜。

具体实施方式

为了进一步描述本实用新型，下面结合附图进一步阐述一种大功率半导体巴条激光器整形装置的具体实施方式，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

如图1及图2所示的一种大功率半导体巴条激光器整形装置，该装置包括依次设置的半导体巴条1、快轴准直透镜2、微圆柱透镜组3、棱镜4和聚焦透镜5，除聚焦透镜5外，各部件通过粘合的方式连接成一个整体；快轴准直透镜2设置在半导体巴条1一侧。半导体巴条1射出的激光首先经过快轴准直透镜2，实现快轴的准直。

微圆柱透镜组3包括阵列排布并与半导体巴条1上的发光点6一一对应的微圆柱透镜7，优选地，微圆柱透镜7与半导体巴条1上发光点6的数量与宽度相对应，根据半导体巴条上发光点6的数量和宽度选择合适直径的微圆柱透镜7，并按一定的间距排列，使微圆柱透镜7和半导体巴条1上的发光点6一一对应，实现半导体巴条1光束的空间分割。

如图2所示，优选地，微圆柱透镜7的轴线与半导体巴条1的快轴倾斜一角度，优选为45°，并可根据发光点的光束角度和距离，具有±5°的调节范围，图2为从正对激光方向。根据柱透镜的成像原理，快慢轴就可以实现可控的重新排列，即发光点6的快轴与半导体巴条1的慢轴方向平行，而发光点6的慢轴方向与半导体巴条1的快轴方向平行。

经单个棱镜或多个密排棱镜后，将半导体巴条1的慢轴的宽度压缩；最后经聚焦透镜5将光斑聚焦成需要的尺寸，优选地，聚焦透镜5为球透镜或柱透镜，或为其中任一种的多个组成的聚焦透镜组。