[发明专利]高效率的叠阵型半导体激光器

说明书

本发明涉及光纤耦合技术领域，尤其涉及一种高效率的叠阵型半导体激光器，包括激光源、光束整形组件、会聚透镜、鲍威尔棱镜组件和光纤；所述激光源发出的光束经过光束整形组件进行整形；整形后的光束经会聚透镜会聚，会聚后光束经过鲍威尔棱镜组件进行光束整形可以耦合进光纤的光束。本发明系统结构简单,便于操作,减少了操作步骤,光纤耦合效率达到84.3％。

技术领域

本发明涉及光纤耦合技术领域，尤其涉及一种高效率的叠阵型半导体激光器。

背景技术

随着器件制备技术的成熟，半导体激光器的发展速度显著提高，尤其是对高功率、高效率和高光束质量的半导体激光器的研究逐渐增多。一般对于高功率激光的获得都需要通过巴条或叠阵来实现，由于巴条或叠阵快慢轴方向的光束质量差异很大，往往需要进行光束整形来匀化快慢轴方向的光束质量，然后通过聚焦镜耦合到光纤中。光纤耦合输出半导体激光器是目前的发展趋势，而叠阵更易于实现大功率的激光输出。所以，要提高高功率高效率半导体激光器的研究水平，对叠阵进行光束整形、光束合束和光纤耦合技术的研究非常重要。

发明内容

为解决上述背景技术中存在的问题，本发明提出一种高效率的叠阵型半导体激光器，该系统以叠阵型半导体激光器作为光源产生光束，通过对光束进行准直和整形，用鲍威尔棱镜组将光束耦合进光纤，该系统简单高效，可以有效消除暗区，改善激光的光束质量，功率密度更大。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种高效率的叠阵型半导体激光器，其特殊之处在于：

包括激光源、光束整形组件、会聚透镜、鲍威尔棱镜组件和光纤；

所述激光源发出的光束经过光束整形组件进行整形；整形后的光经会聚透镜会聚，会聚后光束经过鲍威尔棱镜组件进行光束整形可以耦合进光纤的光束。

进一步地，上述所述鲍威尔棱镜组件包括第一鲍威尔棱镜和第二鲍威尔棱镜，第一鲍威尔棱镜和第二鲍威尔棱镜互为正交。

进一步地，上述所述光束整形组件包括沿光束入射方向依次设置的柱透镜组件和微柱透镜阵列。

进一步地，上述激光源为叠阵型半导体激光器。

进一步地，上述柱透镜组件中的柱透镜选取材料为S-TIH53，其前表面为平面，后表面为曲率半径为-0.91mm。

进一步地，上述微柱透镜阵列，其前表面为平面；其后表面径向高度0.25，宽度为0.75，厚度为0.55。

进一步地，上述所述会聚透镜，选取材料为BK7，第一个面为平面，第二个面为曲面，曲率半径为40mm。

进一步地，上述第一鲍威尔棱镜选取材料为BK7，前表面曲率半径为0.4，圆锥系数为-3.2，后表面为平面。

本发明的优点：

1)本发明基于鲍威尔棱镜组的光纤耦合系统，结构简单高效，便于操作；

2)本发明提出了通过两个正交的鲍威尔棱镜可将正方形光束整形为可以耦合进200光纤系统的圆形光束，通过两个正交的鲍威尔棱镜进行整形可以同时达到改变光束形状和缩小暗区形成紧密光束的效果，系统改善了激光的光束质量，功率密度更大；

3)本发明基于鲍威尔棱镜组的光学系统为光纤耦合技术的应用提出了新的思路，解决了现有光纤耦合系统的局限性。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构图；

图2为图1中单个bar条整形组件结构示意图；

图3为图1中一个叠阵的光源结构示意图；

图4为图1中会聚透镜结构示意图；

图5为图1中鲍威尔棱镜组件结构示意图。