[发明专利]半导体激光合束装置

说明书

本发明公开了一种半导体激光合束装置，包括：阶梯热沉，为高度依序升高的多个台阶面；该阶梯热沉的各个台阶面上设置有：过渡热沉，焊接在该阶梯热沉上；激光器管芯，焊接在过渡热沉上；快轴准直透镜，设置于激光器管芯前方；慢轴准直透镜，设置于快轴准直透镜前方；直角等腰反射棱镜，设置于慢轴准直透镜前方，改变激光光路方向；聚焦透镜，设置于阶梯热沉前方。本发明提供的半导体激光合束装置采用直角等腰反射棱镜，减少了反射镜的数量，降低了系统的复杂度。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体激光合束装置。

背景技术

半导体激光器在激光通信、光存储、光陀螺、激光打印、测距以及雷达等领域获得了较为广泛的应用，但在高功率光纤输出激光加工应用领域发展相对不尽如人意，其主要原因是半导体激光器的输出功率不够、光束质量较差，所以提高半导体激光器的光束质量和功率为当下重要研究方向，单管半导体激光器作为半导体激光器的一种封装形式，相较于半导体激光Bar条，具有散热特性更优、寿命更长、发光条宽窄等优势，由于单管半导体激光器将半导体激光器的每个发光单元独立封装，若想实现大功率的激光输出，必须采用多个单管进行合束。激光合束是一种能改善光束质量、增加输出功率、提高功率密度的技术，常用的合束方法有偏振合束、波长合束、空间合束，其主要合束处理流程大致如下，快轴准直→慢轴准直→平面镜或棱镜反射→凸透镜聚焦→光纤耦合，由于半导体激光器的光束质量差，且在快轴与慢轴方向上光束质量不匹配，将半导体激光耦合聚焦入光纤，通过光纤柔性传输可以有效改善半导体激光光束质量。

本来半导体激光器体积较小，但这些镜片及其调节装置占了很大的空间，使设备体积增加较大，而且由于镜片较多，导致调节装置也变得非常复杂，也让整个装置的可调性和工作稳定性变差，以至于好多方案目前也只是在实验室阶段，要想转为商品化成果很难，所以简化半导体激光器合束装置非常重要。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有技术中多单管半导体激光合束装置难以实现高功率输出的缺陷，提供一种简易的多单管半导体激光合束装置，实现较大功率输出。

(二)技术方案

本发明解决其技术问题所采用的的技术方案是提供了一种半导体激光合束装置，该装置包括两种结构，其一，包括：

阶梯热沉，该阶梯热沉为高度依序升高的多个台阶面，焊接在一制冷器上；

进一步的，该阶梯热沉各个台阶高度为1-3mm，材料为导热性金属材料；

且，该阶梯热沉的各个台阶面上设置有：过渡热沉、焊接在该过渡热沉上的激光器管芯、快轴准直透镜、慢轴准直透镜和直角等腰反射棱镜。其中：

过渡热沉，焊接在阶梯热沉台阶面上，其材料为氮化铝；

快轴准直透镜，设置于激光器管芯前方，接收其发射的激光，进行一次准直；

进一步的，该快轴准直透镜为平凸透镜，材料为玻璃BK7，透镜的纵轴方向(Y方向)有曲率，该快轴准直透镜的焦距与平行于上述激光光束的发散角有关。

慢轴准直透镜，设置于快轴准直透镜前方，接收其一次准直后的激光，进行二次准直；

进一步的，该慢轴准直透镜为平凸透镜，材料为玻璃BK7，透镜的横轴方向(X方向)有曲率，该慢轴准直透镜的焦距与垂直于上述激光光束的发散角有关。

直角等腰反射棱镜，设置于慢轴准直透镜前方，该直角等腰反射棱镜的斜边与二次准直后的激光光束平行，该直角等腰反射棱镜的两个直角边作为反射边接收二次准直后的激光并进行反射，改变激光光路方向；