[发明专利]一种半导体激光器光栅外腔光谱合束装置

说明书

本发明公开了一种半导体激光器光栅外腔光谱合束装置，包括：多个单管台阶排布合束模块，用于发出第一合束光束，且各单管台阶排布合束模块呈扇形排布，且旋转90°放置，使第一合束光束的快轴慢轴方向互换；各单管台阶排布合束模块包括多个台阶排布子模块，多个台阶排布子模块用于沿出射光的快轴方向进行光束合束，构成第一合束光束；衍射光栅，用于接收多个单管台阶排布合束模块发出的第一合束光束，并以相同的衍射角衍射输出；外腔镜，用于透射一部分衍射光栅输出的光束，并原路反射另一部分衍射光栅输出的光束，生成反馈光束；各台阶排布子模块接收反馈光束，根据反馈光束确定激光波长。

技术领域

本发明涉及半导体激光器技术领域，具体涉及一种半导体激光器光栅外腔光谱合束装置。

背景技术

半导体激光器具有效率高、结构紧凑、波长范围宽、成本低、可靠性高等优良特性，然而由于自身量子阱波导结构的限制，半导体激光器的输出光束光谱特性差、光束质量差、直接输出功率和亮度低。为了扩展半导体激光器在工业加工和激光器抽运等方面的应用，常通过光谱合束来获得高功率、高亮度、高光束质量的直接半导体激光光源。

目前半导体激光器光谱合束常用的光源为由巴条组成的叠阵，然而巴条由于封装等因素会引入“smile”效应，巴条“smile”效应使得各个合束单元接收到的反馈光强度不同，从而会造成一些合束单元的输出功率下降，此外由于叠阵中各巴条间指向性偏差，使得各个合束单元存在不能同时锁定激光波长的问题，从而导致最终电光效率下降，输出功率降低，光束质量变差，很难作为百瓦、千瓦及万瓦级直接半导体激光光源应用。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种半导体激光器光栅外腔光谱合束装置，以解决使用巴条叠阵为光源进行半导体激光器光谱合束导致最终输出功率低，光束质量差等技术问题。

本发明实施例提供了一种半导体激光器光栅外腔光谱合束装置，包括：多个单管台阶排布合束模块，依次呈扇形排布，用于发出快轴慢轴方向互换的第一合束光束；各单管台阶排布合束模块包括多个台阶排布子模块，多个台阶排布子模块用于沿出射光的快轴方向进行光束合束，构成第一合束光束；衍射光栅，用于接收多个单管台阶排布合束模块发出的第一合束光束，并以相同的衍射角衍射输出；外腔镜，用于透射一部分衍射光栅输出的光束，并原路反射另一部分衍射光栅输出的光束，生成反馈光束；各台阶排布子模块接收反馈光束，根据反馈光束确定激光波长。

可选地，台阶排布子模块包括：半导体激光器单管芯片，用于发出初始光束；快轴准直镜，用于调整初始光束在快轴方向的发散角，输出第一调整光束；慢轴准直镜，用于调整第一调整光束在慢轴方向的发散角，输出第二调整光束；反射镜，用于调整第二调整光束的输出角度，输出第三调整光束；各台阶排布子模块在同一平面中沿平行于第三调整光束的方向间隔排布，且沿第三调整光束的快轴方向呈阶梯状排布，各台阶排布子模块的输出光构成第一合束光束。

可选地，半导体激光器光栅外腔光谱合束装置还包括：快轴准直透镜，设置在多个单管台阶排布合束模块和衍射光栅之间，用于调整多个单管台阶排布合束模块发出的第一合束光束的快轴发散角。

可选地，半导体激光器光栅外腔光谱合束装置还包括：慢轴准直透镜，设置在多个单管台阶排布合束模块和衍射光栅之间，用于调整多个单管台阶排布合束模块发出的第一合束光束的慢轴发散角。

可选地，半导体激光器光栅外腔光谱合束装置还包括：球面透镜，设置在多个单管台阶排布合束模块和衍射光栅之间，用于调整多个单管台阶排布合束模块发出的第一合束光束的快轴发散角和/或慢轴发散角。

可选地，半导体激光器光栅外腔光谱合束装置还包括：滤波系统，设置在衍射光栅和外腔镜之间，用于对衍射光栅输出的光束进行滤波。

可选地，外腔镜的反射率大于或等于1％。

本发明实施例具有如下有益效果：