[实用新型]一种高功率半导体激光器的光纤耦合结构

说明书

本实用新型公开了一种高功率半导体激光器的光纤耦合结构，涉及半导体激光器技术领域，用于解决现有的高功率半导体激光器的激光输出功率稳定性差的问题，包括光波导组件，所述光波导组件由入光口、入光段、连接口、出光段和出光口依次连接而成，所述入光段的外径从入光口到连接口逐渐减小，所述出光段的外径和对应光纤相配合，所述出光口和对应光纤相连接，多个激光器芯片发出的光，经过常规的方法进行光学整形与光束合束以后，投射到一个入光口，之后依次经过入光段、连接口、出光段和出光口，之后从光纤的一端导入，经过光纤传输后，从光纤的另一端输出，具有即使入射光束与入光口有微小的不对准，激光器的输出功率损失也较小的优点。

技术领域

本实用新型涉及半导体激光器技术领域，更具体的是涉及一种高功率半导体激光器的光纤耦合结构及方法，用于数百瓦到数千瓦功率的半导体激光器和光纤之间的耦合。

背景技术

光纤输出的高功率半导体激光器可以应用于激光工业加工、夜视照明和医疗美容等领域，该种激光器的工作过程一般是首先通过几个到几百个半导体激光器芯片发光单元产生激光，之后经过光学整形和合束，然后通过会聚透镜会聚成很细的斑状光束，以光纤能接收的角度直接投射到光纤一端的纤芯上，在光纤中传输并从光纤的另一端输出。

但是，在现有的高功率半导体激光器的制备和应用过程中，由于光纤的纤芯直径本身比较小，一般为几百微米或者更小，导致投射光束难以对准纤芯的入射端，容易出现投射光束偏移纤芯的情况，并且激光器的内部构件在温度的高低变化和机械变形等因素作用下容易发生位移或角度的微小变化，而这些微小变化也会使得投射光束难以稳定地对准光纤纤芯，因此，在利用细小光纤对高功率半导体激光器做光纤耦合时，投射光束容易偏移或部分偏移纤芯的入射端。

而投射光束相对于光纤纤芯的偏移或部分偏移，必然会导致全部或部分投射光束不能从光纤中输出，造成激光输出功率的严重损失，因此，在实际工作过程中，现有的高功率半导体激光器容易出现输出功率严重损失的情况，其激光输出功率稳定性较差。

另外，由于投射光束的功率很高，一般为几百瓦甚至数千瓦，并且投射光束形成的光斑较小，一般为对角线100-600微米的矩形光斑，所以投射光束的功率密度也很大，当偏移出来的这种功率很高且功率密度很大的光束打到光纤纤芯以外的任何部件上，都会转化为热量，造成部件局部过热和烧毁。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为了解决现有的高功率半导体激光器在利用细小光纤耦合输出激光时激光输出功率稳定性差的问题，本实用新型提供一种高功率半导体激光器的光纤耦合结构及方法，能够有效提高高功率半导体激光器的激光输出功率的稳定性。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种高功率半导体激光器的光纤耦合结构，包括光波导组件，所述光波导组件由入光口、入光段、连接口、出光段和出光口依次连接而成，所述入光段的外径从入光口到连接口逐渐减小，所述入光段为梯形台或圆台或旋转曲面，当入光段为梯形台时，出光段为相匹配的长方体状，当入光段为圆台或旋转曲面时，出光段为相匹配的圆柱形，所述出光段的外径和对应光纤相配合，所述出光口和对应光纤相连接，所述出光口与对应光纤的连接方式为熔接或透光胶粘接等不易发生错位的硬连接，所述光波导组件通过熔融拉锥的方法来实现或者光学透明材料的机械加工或一体成形并利用材料的光学全反射原理实现或者一体成形加光波导组件的导波反射介质界面镀全射膜来实现。

进一步地，还包括会聚透镜，所述光波导组件位于会聚透镜和对应光纤之间。

进一步地，所述入光口上设有镀膜。

进一步地，所述入光口的入射光BPP略小于对应光纤的BPP。