[发明专利]一种波长锁定半导体激光器系统

说明书

一种波长锁定半导体激光器系统，包括：若干半导体激光器光纤耦合模块，每个半导体激光器光纤耦合模块包括若干半导体激光器芯片、若干准直镜、聚焦耦合镜单元和若干传能光纤，所述聚焦耦合镜单元适于将经过所述若干准直镜准直之后的若干激光束聚焦耦合至对应的传能光纤；体光栅光纤阵列模块，所述体光栅光纤阵列模块包括光纤阵列和体光栅，所述光纤阵列位于所述若干传能光纤和所述体光栅之间，所述光纤阵列输出的激光直接进入体光栅。所述波长锁定半导体激光器系统避免了波长锁定失效。

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体涉及一种波长锁定半导体激光器系统。

背景技术

固体激光器和气体激光器输出功率高、光束质量好，在材料加工和远距离能量传输等对于激光功率和激光光束质量有非常严格要求的领域得到了广泛的应用。固体激光器和气体激光器常见的泵浦方式主要有电泵浦、化学泵浦、光泵浦和气动泵浦。半导体激光器二极管具有电光转换效率高、结构紧凑、成本低和寿命长等优点，目前广泛被作为光泵浦源应用于泵浦固体激光器和气体激光器。

常见的大功率半导体激光器泵浦源由半导体晶体的解理面形成两个平行反射镜面作为反射镜，组成谐振腔，使光振荡、反馈，产生光的辐射放大，输出激光。由于半导体激光器的增益曲线宽、发光区宽度宽、支持的模式多，而每个模式具有不同的频率，导致半导体激光器输出光谱宽。同时，半导体激光器的输出光谱也会随着温度或驱动电流的微小变化而变化，造成输出中心波长漂移和光谱宽度变化。泵浦吸收峰较窄的固体激光器和气体激光器时效率低，能量损失严重。并且未吸收的能量将在激光器内部多次反射，造成激光器温度升高，甚至烧毁激光器。

由于半导体激光器光纤耦合模块泵浦源使用方便，在光泵浦领域得到了广泛的应用。但是传统光纤耦合模块泵浦内部放置体光栅进行线宽压窄，每个光纤耦合模块都需要放置一个体光栅(或每个芯片前端需要放置一个体光栅)，增加了成本。并且光纤耦合模块内部放置的体光栅只针对每个半导体激光器芯片进行波长锁定，当光纤耦合模块发生形变、光路改变时单个芯片有可能波长锁定失效，导致中心波长变化、光谱展宽。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中波长锁定半导体激光器系统的波长锁定失效的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种波长锁定半导体激光器系统，包括：若干半导体激光器光纤耦合模块，每个半导体激光器光纤耦合模块包括若干半导体激光器芯片、若干准直镜、聚焦耦合镜单元和若干传能光纤，所述聚焦耦合镜单元适于将经过所述若干准直镜准直之后的若干激光束聚焦耦合至对应的传能光纤；体光栅光纤阵列模块，所述体光栅光纤阵列模块包括光纤阵列和体光栅，所述光纤阵列位于所述若干传能光纤和所述体光栅之间，所述光纤阵列输出的激光直接进入所述体光栅。

可选的，所述半导体激光器光纤耦合模块中，半导体激光器芯片具有快轴近场宽度半宽w_FA、快轴发散角半角θ_FA、慢轴近场宽度半宽w_SA、慢轴发散角半角θ_SA，每个半导体激光器光纤耦合模块具有若干组半导体激光器芯片单元，每组半导体激光器芯片单元具有在快轴方向排列的N_FA个半导体激光器芯片，所述聚焦耦合镜单元在慢轴方向上具有N_SA个激光束光斑，传能光纤的输出激光束的发散角为θ_fiber，传能光纤的芯径为R；R≥(N_FA*w_FA*θ_FA+N_SA*w_SA*θ_SA)/θ_fiber。

可选的，所述聚焦耦合镜单元包括快轴聚焦耦合镜和慢轴聚焦耦合镜，所述快轴聚焦耦合镜具有快轴聚焦透镜焦距所述慢轴聚焦耦合镜具有慢轴聚焦透镜焦距所述若干准直镜包括若干快轴准直镜和若干慢轴准直镜，所述快轴准直镜具有快轴准直透镜焦距f_FAC，所述慢轴准直镜具有慢轴准直透镜焦距f_SAC；