CN113131339A

CN113131339A - 激光装置

Info

Publication number: CN113131339A
Application number: CN201911423900.6A
Authority: CN
Inventors: 杨毅
Original assignee: Shanghai Blue Lake Lighting Tech Co ltd
Current assignee: Shanghai Blue Lake Lighting Tech Co ltd
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2021-07-16

Abstract

本发明激光装置，包括边发射半导体激光芯片，边发射半导体激光芯片包括长条形发光区，发光区平行结平面方向为慢轴，垂直结平面方向为快轴，快轴的发光角度大于慢轴，快轴的发光半角为A，还包括导光棒，导光棒设置在边发射半导体激光芯片发光区一侧，导光棒一个端面与发光区相面对，该端面用于接收发光区发出的激光，导光棒的数值孔径Na满足条件Na＞sin(A)，激光进入导光棒后在其内部反射并传播；该发明的导光棒一端收集边发射半导体激光芯片发出的激光，收集进入导光棒的激光经过数次反射和角度扭转后，从导光棒另一端出射，出射的激光得到理想的圆周对称的面分部。该激光装置体积小、加工制造成本低，安装过程中调试、校对简单，便于推广和应用。

Description

激光装置

技术领域

本发明涉及激光装置技术领域。具体地说，是涉及将边发射半导体激光芯片发射的发散激光收集后出射的装置。

背景技术

随着激光照明技术的发展，激光装置的需求及应用越来越广泛。边发射半导体激光芯片发射的激光平行结平面为慢轴，垂直结平面为快轴，快轴的发光角度大于慢轴。快轴和慢轴发光角度的不同，导致边发射半导体激光芯片发出的激光光束为发散的长条形光束，这使得边发射半导体激光芯片在激光装置的应用率不高，尤其是在照明领域中激光装置必须对快轴和慢轴的角分布进行调整。

现有的激光装置调整上述角分布所采用的技术普遍结构复杂、体积大、成品率低、推广应用困难。如专利公开号CN104991347A公开了一种基于微透镜阵列的激光整形照明器，其包括了准直***、微透镜阵列组及扩束***，该专利需要准直***、微透镜阵列组及扩束***相配合，该专利的结构复杂、装配过程中校准困难、而且体积大、推广应用难度高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述传统技术的不足之处，针对现有技术的不足，发明一种具有调整边发射半导体激光芯片所发射的激光光束快轴和慢轴角分布功能的激光装置。

本发明的目的是通过以下技术措施来达到的：激光装置，包括边发射半导体激光芯片，所述边发射半导体激光芯片包括长条形发光区，发光区平行结平面方向为慢轴，垂直结平面方向为快轴，快轴的发光角度大于慢轴，所述快轴的发光半角为A，还包括导光棒，所述导光棒设置在边发射半导体激光芯片发光区一侧，所述导光棒一个端面与发光区相面对，该端面用于接收发光区发出的激光，所述导光棒的数值孔径Na满足条件Na＞sin(A)，激光进入导光棒后在其内部反射并传播；

所述发光区的长度为L，导光棒为端面直径为D的圆形或长轴长度为D的椭圆形，导光棒的长度为T，其中，L<D≤5L，T≥3nD，其中n是导光棒的折射率。

作为上述技术方案的一种改进：所述导光棒长度满足D≤2L。

作为上述技术方案的一种改进：所述导光棒与发光区相面对的端面与发光区之间的距离为S，所述S＜(D/2)/tan(A)。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明的优点是：该发明的导光棒一端收集边发射半导体激光芯片发出的激光，收集进入导光棒的激光经过数次反射和角度扭转后，从导光棒另一端出射，出射的激光得到理想的圆周对称的面分部。该激光装置体积小、加工制造成本低，安装过程中调试、校对简单，便于推广和应用。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

附图1是激光装置的一种实施方式的主视图。

附图2是导光棒长度与扭转关系图。

附图3是导光棒内反射角a和导光棒与发光区距离T的示意图。

附图4是激光装置的另一种实施方式的剖视图。

附图5是激光装置的另一种实施方式的剖视图。

附图6是图5的俯视图。

附图7是导光棒定位座与边发射半导体激光芯片、导光棒的结构示意图。

附图8是图7的A-A视图。

附图9是激光装置的另一种实施方式的剖视图。

附图10是激光装置的另一种实施方式的主视图。

具体实施方式

实施例1：如附图1所示，激光装置，包括边发射半导体激光芯片113，边发射半导体激光芯片113包括用于发射激光的长条形发光区，长条形发光区发出激光121。激光121平行于发光区结平面的方向称为慢轴，垂直于发光区结平面的方向称为快轴。其中，快轴方向的发光角度大于慢轴，激光121快轴方向的发光半角为A。由于边发射半导体激光芯片113快轴和慢轴方向的发光角不同，导致该激光装置应用在照明技术领域中的时候，需要对发光区发射的激光121在快轴方向和慢轴方向进行调整。使该激光装置形成适于照明技术领域所需要的圆形光斑。

边发射半导体激光芯片113发光区的一侧设置有导光棒112，发光区与导光棒112其中一个端面相对设置。该端面用于收集发光区发出的激光121，收集后的激光121沿着导光棒112的长度方向传输。其中，激光121在导光棒112内壁不断反射，最终从导光棒112另一个端面射出。激光121从导光棒112出射后形成激光束122。为了避免入射激光121在导光棒112内壁发生折射，出现漏光的现象，导光棒112的数值孔径Na＞sin（A）。

边发射半导体激光芯片113的长条形发光区的长度为L，导光棒112端面为圆形或椭圆形。当导光棒112端面为圆形的时候，圆形端面的直径为D，当导光棒112端面为椭圆形的时候，椭圆形长轴的长度为D。导光棒112的长度为T，导光棒112的折射率是n。

图2表示了在导光棒112横截面内激光121的传输和反射情况。在图2中113a为发光区，快轴方向的发散角度显著大于慢轴方向的发散角度。发光区113a的水平方向上（快轴方向）传输的激光121，在导光棒112内壁反射过程中会逐渐被反射扭转成沿慢轴方向传输。而在图2中竖直方向上（慢轴方向上），发光角度很小，发光都集中在导光棒112横截面中心附近。对于慢轴方向来说，需要经过很长的距离才能入射于导光棒112内壁。慢轴方向的激光121即使入射于导光棒112内壁，反射后扭转角度也很小，可以忽略这种激光121的角度扭转。

以几条典型的激光121a~121c举例说明。激光121a从接近于导光棒112横截面中心的位置出射。激光121a经过三次反射后才会从快轴方向扭转到接近慢轴的方向，激光121a被扭转的难度大。激光121b从远离导光棒112横截面中心的位置出射，具体来说是从导光棒112半径的一半的位置出射。激光121b经过两次反射后从快轴的方向扭转到慢轴的方向。激光121c从接近导光棒112边缘的位置出射。激光121c只需要一次反射就可以从快轴的方向扭转到慢轴的方向。由图2可知，导光棒112对入射位置不同的激光121的角度扭转作用是不同的。可以看出，发光区发射激光121越靠近导光棒112截面中心，每次反射所扭转的角度就越小，扭转到慢轴方向时需要反射的次数越多。

综上所述，可以通过将沿快轴出射的光线在导光棒112内快速的扭转到沿慢轴出射，使得沿快轴和沿慢轴两个方向的发光角度接近，从而实现圆形光斑。而发光区的长度L接近导光棒112截面直径D的时候，就会出现较多的如图2中121b和121c这样的从远离导光棒112截面中心的位置出射并在导光棒112内部反射传播的光线，此时发光区发出的激光121的角度扭转效果最明显，即沿快轴出射的光线更容易被扭转到沿慢轴方向出射。这样，扭转所需要的激光121在导光棒112内的反射次数最少，因此所需要的导光棒112的长度最短。

申请人经过若干组实验，实验过程中以横截面为圆形的导光棒112为例。本实验过程中使用不同截面直径的导光棒112，当导光棒112的长度变化时，观察出射激光快轴方向和慢轴方向的发光全角比（W）的变化。W=1时意味着快轴方向和慢轴方向的发光角度相同，在远场可以获得一个圆形光斑。

如图3所示，发光区发射的激光进入导光棒112后发生若干次反射，反射角为a。已知发光区的快轴发光半角为A，导光棒112的折射率为n（常用的石英导光棒芯折射率=1.46）。可知，a=arcsin（sinA/n），当a很小时推导出近似等式a=A/n=tan（a）。又因为，导光棒112长度为T，激光进入导光棒112后的反射次数m=Ttan（a）/D=AT/nD，根据以上公式推导可知，导光棒112的长度T=（m/A）nD。导光棒112的长度T与激光在导光棒112内的反射次数成正比，反射次数越多，导光棒112的长度T越长。

为了得到导光棒112的截面直径D、发光区长度L与导光棒112折射率n、导光棒112的长度T的关系进行了如下实验：

实验所使用的导光棒112截面直径分别为：D1-D8,其中，D1=0.048mm、D2=0.06mm、D3=0.08mm、D4=0.1mm、D5=0.12mm、D6=0.14mm、D7=0.16mm、D8=0.18mm、D9=0.2mm。边发射半导体激光芯片113的发光区长边L=0.04mm，边发射半导体激光芯片113的快轴方向的典型发光全角为48°，慢轴方向的典型发光全角为9°，边发射半导体激光芯片113的快轴与慢轴发光全角的初始值W=16/3。

对于截面直径D1=0.048mm的导光棒112，此时导光棒112截面直径D1为边发射半导体激光芯片113的发光区的长边L长度的1.2倍。此时，当导光棒112长度T为2.7nD时，W=1.6，可见发光角度已经比初始的W=16/3的长条形光斑大大改善。当导光棒112长度T为5.4nD时，W=1，此时可以形成完美的圆周对称的角分布，即在远场形成圆形光斑。可见，D1/L=1.2的时候，只需要导光棒112长度T为2.7nD（在本实施中2.7nD=0.2mm）就可以大大压缩远场光斑的长宽比；而只需要导光棒112长度T为5.4nD（在本实施中5.4nD=0.4mm）就可以实现完美的圆形光斑。

对于截面直径D2=0.06mm的导光棒112，此时导光棒112截面直径D2为边发射半导体激光芯片113的发光区的长边L长度的1.5倍。此时，当导光棒112长度T为2.5nD时，W=2，可见发光角度已经比初始的W=16/3的长条形光斑大大改善。当导光棒112长度T为4.4nD时，W=1.3，可见发光角度已经改善明显，此时远场光斑趋近于圆形。当导光棒112长度T为10nD时，W=1，此时可以形成完美的圆周对称的角分布，即在远场形成圆形光斑。可见，D2/L=1.5的时候，只需要导光棒112长度T为2.5nD（在本实施中2.5nD=0.24mm）就可以大大压缩远场光斑的长宽比；而只需要导光棒112长度T为10nD（在本实施中10nD=0.96mm）就可以实现完美的圆形光斑。

对于截面直径D3=0.08mm的导光棒112，此时导光棒112截面直径D3为边发射半导体激光芯片113的发光区的长边L长度的2倍。此时，当导光棒112长度T为4.1nD时，W=2，可见发光角度已经比初始的W=16/3的长条形光斑大大改善。当导光棒112长度T为10.7nD时，W=1，此时可以形成完美的圆周对称的角分布，即在远场形成圆形光斑。可见，D3/L=2的时候，只需要导光棒112长度为4.1nD（在本实施中4.1nD=0.5mm）就可以大大压缩远场光斑的长宽比；而只需要导光棒112长度T为10.7nD（在本实施中10.7nD=1.3mm）就可以实现完美的圆形光斑。

对于截面直径D4=0.1mm的导光棒112，此时导光棒112截面直径D4为边发射半导体激光芯片113的发光区的长边L长度的2.5倍。此时，当导光棒112长度T为6.6nD时，W=2，可见发光角度已经比初始的W=16/3的长条形光斑大大改善。当导光棒112长度T为13nD时，W=1，此时可以形成完美的圆周对称的角分布，即在远场形成圆形光斑。可见，D4/L=2.5的时候，只需要导光棒112长度T为6.6nD（在本实施中6.6nD=1.0mm）就可以大大压缩远场光斑的长宽比；而只需要导光棒112长度T为13nD（在本实施中13nD=2mm）就可以实现完美的圆形光斑。

对于截面直径D5=0.12mm的导光棒112，此时导光棒112截面直径D5为边发射半导体激光芯片113的发光区的长边L长度的3倍。此时，当导光棒112长度T为8nD时，W=2，可见发光角度已经比初始的W=16/3的长条形光斑大大改善。当导光棒112长度T为16.5nD时，W=1，此时可以形成完美的圆周对称的角分布，即在远场形成圆形光斑。可见，D5/L=3的时候，只需要导光棒112长度T为8nD（在本实施中8nD=1.5mm）就可以大大压缩远场光斑的长宽比；而只需要导光棒112长度T为16.5nD（在本实施中16.5nD=3mm）就可以实现完美的圆形光斑。

对于截面直径D6=0.14mm的导光棒112，此时导光棒112截面直径D6为边发射半导体激光芯片113的发光区的长边L长度的3.5倍。此时，当导光棒112长度T为10nD时，W=2，可见发光角度已经比初始的W=16/3的长条形光斑大大改善。当导光棒112长度T为18.8nD时，W=1，此时可以形成完美的圆周对称的角分布，即在远场形成圆形光斑。可见，D6/L=3.5的时候，只需要导光棒112长度T为10nD（在本实施中10nD=2.1mm）就可以大大压缩远场光斑的长宽比；而只需要导光棒112长度T为18.8nD（在本实施中18.8nD=4mm）就可以实现完美的圆形光斑。

对于截面直径D7=0.16mm的导光棒112，此时导光棒112截面直径D7为边发射半导体激光芯片113的发光区的长边L长度的4倍。此时，当导光棒112长度T为12.3nD时，W=2，可见发光角度已经比初始的W=16/3的长条形光斑大大改善。当导光棒112长度T为22nD时，W=1，此时可以形成完美的圆周对称的角分布，即在远场形成圆形光斑。可见，D7/L=4的时候，只需要导光棒112长度T为12.3nD（在本实施中12.3nD=3mm）就可以大大压缩远场光斑的长宽比；而只需要导光棒112长度T为22nD（在本实施中22nD=5.4mm）就可以实现完美的圆形光斑。

对于截面直径D8=0.18mm的导光棒112，此时导光棒112截面直径D8为边发射半导体激光芯片113的发光区的长边L长度的4.5倍。此时，当导光棒112长度T为14.5nD时，W=2，可见发光角度已经比初始的W=16/3的长条形光斑大大改善。当导光棒112长度T为25nD时，W=1，此时可以形成完美的圆周对称的角分布，即在远场形成圆形光斑。可见，D8/L=4.5的时候，只需要导光棒112长度T为14.5nD（在本实施中14.5nD=4mm）就可以大大压缩远场光斑的长宽比；而只需要导光棒112长度T为25nD（在本实施中25nD=6.8mm）就可以实现完美的圆形光斑。

对于截面直径D9=0.2mm的导光棒112，此时导光棒112截面直径D9为边发射半导体激光芯片113的发光区的长边L长度的5倍。此时，当导光棒112长度T为13.4nD时，W=2，可见发光角度已经比初始的W=16/3的长条形光斑大大改善。当导光棒112长度T为28nD时，W=1，此时可以形成完美的圆周对称的角分布，即在远场形成圆形光斑。可见，D9/L=5的时候，只需要导光棒112长度T为13.4nD（在本实施中13.4nD=4.1mm）就可以大大压缩远场光斑的长宽比；而只需要导光棒112长度T为28nD（在本实施中28nD=8.5mm）就可以实现完美的圆形光斑。

通过上述实验分析可知：

（1）导光棒112对发光区快轴和慢轴的发光角度进行扭转，当出射激光束122在快轴方向和慢轴方向的发光全角比（W）在1-2之间的时候，远场形成的光斑为圆形或近似于圆形，此光斑属于激光照明技术领域的理想光斑。

（2）W在1-2的取值范围内，导光棒112截面直径D与发光区长度L比值越大，导光棒112的长度越长。由于该实验中发光区长度L不变，因此导光棒112截面直径D与导光棒112的长度成正比。若想缩短导光棒112的长度，则需要减小导光棒112截面直径D的长度。

（3）初始阶段导光棒112的长度增加，W的值逐渐降低。当W=1的时候继续增加导光棒112的长度，W的值仅发生微小的波动。可以理解为当W=1的时候，足够多的快轴方向的激光被扭转到慢轴方向使得两个方向的发光角度相同，快轴光与慢轴光之间的相互转换达到平衡。此时，导光棒112端面出射的激光束122远场光斑为圆形。

上述实验可知，W取值范围在1-2变化的过程中，对应的导光棒112的长度T属于我们需要的长度。当导光棒112的直径D≤5L，T≥3nD，就可以大大压缩远场光斑的长宽比。当然，导光棒112直径D显然需要大于发光区长度L，这样发光区发出的光才能全部入射于导光棒112内。

导光棒112与发光区之间的距离是S，由于激光121的长轴方向的发光角一定，当距离S大于某一特定值得时候，发光区发出的激光121不能够被导光棒112完全接收，造成能源的浪费。本实施例中，如图3所示，只有当S＜(D/2)/tan（A）的时候才能保证至少在一个方向上激光121充满导光棒112的端面。由于发光区的宽度小，计算S的时候可以忽略发光区的宽度。通过实际使用可知，导光棒112的端面还会反射一部分激光121，当距离S=0或S接近0的时候，被导光棒112反射的激光121完全返回到边发射半导体激光芯片113内，影响激光谐振腔，影响边发射半导体激光芯片113的使用寿命。

如果只是单纯的用导光棒112接收边发射半导体激光芯片113发出的激光，考虑到激光发光区尺寸非常小和功率密度特别高（4万瓦/mm²），选用的导光棒112的直径会远远大于激光发光区的尺寸，因为这样导光棒112才不会因为太细而难以加工，同时这样在装配和对准导光棒112和激光发光区时的难度才比较低。一般来说选取D>10L，即导光棒112截面直径是发光区长度的10倍以上。而在本发明提出之前，没有人发现，当导光棒112的直径足够小时，可以将入射的快轴慢轴角度比很大的激光扭转成接近于出射圆形光斑的激光束122，而且导光棒112长度很小，非常有利于集成封装。

当导光棒112截面直径D比较小的时候，角度才能够快速扭转（需要的长度比较短）。由上述实验可知，导光棒112的直径D2=0.08的时候，导光棒112的长度为2mm。根据（2）得到的原理，导光棒112的直径D≤0.08，即D/L≤2，的时候满足导光棒112的长度T＜2mm。另一方面，导光棒112有匀化作用，考察导光棒112出光口的面分布也有意义。从面分布的角度来说，导光棒112直径D=0.08mm时，即使导光棒112长度2mm，也不能很好的填充导光棒112出光口端面的外圈，导光棒112直径D=0.08mm才能比较好的充满导光棒112出光截面，因此D≤2L。

综上所述，导光棒112截面直径D在本实施例优选：L＜D≤2L。

其中导光棒112与发光区相对的一面涂有增透膜，增透膜的材料可以为氟化镁、氧化钛、硫化铅、硒化铅以及陶瓷红外光红外增透膜、乙烯基倍半硅氧烷杂化膜等。增透膜通过干涉原理，使增透膜前表面和后表面的光发生干涉，以减少反射光的强度（减小对边发射半导体激光芯片113的损坏），增加透射光的强度（提高激光的利用率）。

该激光装置还包括底板111，其中导光棒112与边发射半导体激光芯片113固定于底板111上。

实施例2：如附图4所示，本实施方式与实施例1的区别点在于：

1.本实施方式中还包括封装壳体214，所述封装壳体214固定设置在底板211上，封装壳体214与底板211将导光棒212与边发射半导体激光芯片213封装在内部。

2.底板211上固定设置有支撑柱216，支撑柱216通过粘接或焊接等方式固定设置在底板211上。边发射半导体激光芯片213固定设置在支撑柱216上，边发射半导体激光芯片213通常采用粘接的方式固定设置在支撑柱216上。

3.本实施方式中封装壳体214与底板211相对的面上设置有透光窗口215，边发射半导体激光芯片213设置有发光区的一面与透光窗口215相对设置。本实施方式中透光窗口215上设置有透明的玻璃。

4.导光棒212设置在透光窗口215与发光区之间。导光棒212通过粘接的方式固定设置在封装壳体214的内壁上或通过固定环连接的方式固定设置。

边发射半导体激光芯片213发出激光221，激光221进入导光棒212后出射平行的激光束222，激光束222穿过透光窗口215上设置的透明玻璃出射到封装壳体214外。其中，支撑柱216用于固定边发射半导体激光芯片213的同时，还用于传导边发射半导体激光芯片213在使用过程中产生的热量，避免温度过高损坏边发射半导体激光芯片213。

导光棒212需要封装在封装壳体214内部，因此导光棒212的长度T和直径D需要适于封装。在应用中，为了集成封装的小型化，导光棒212的长度T优选小于10mm。

实施例3：如附图5-8所示，本实施方式与实施例2的区别点在于：

1.本实施方式中还包括导光棒底座319，导光棒底座319上设置有凹槽310，凹槽310沿着导光棒底座319的长度方向设置，凹槽310由导光棒底座319的一个端面延伸到导光棒底座319的另一个端面。凹槽310在导光棒底座319的截面呈V型。导光棒312设置在凹槽310内，导光棒312通过粘接的方式固定在凹槽310内。本实施方式使用凹槽310对导光棒312进行定位。将导光棒312放置在凹槽310内，以凹槽310的一端为定位端。导光棒底座319对导光棒312的固定简便、快捷，无需调试和校对，提高了生产效率和安装精度。

2.导光棒底座319还包括定位条331，定位条331包括第一定位面331a和第二定位面331b。边发射半导体激光芯片313一个侧面焊接在第一定位面331a上。将边发射半导体激光芯片313焊接在第一定位面331a上，限制了边发射半导体激光芯片313在图6中上下方向的自由度。

边发射半导体激光芯片313底部焊接有支撑座332，支撑座332呈L型，支撑座332一边与第一定位面331a紧贴在一起，支撑座332另一边与第二定位面331b紧贴在一起。支撑座332与第二定位边331b紧贴在一起，限制了边发射半导体激光芯片313在图6中左右方向的自由度。

由于导光棒312的直径和发光区的尺寸特别小，边发射半导体激光芯片313与导光棒312固定过程中配合精度要求高。将边发射半导体激光芯片313发出的激光321导入导光棒312内难度大。该实施例增加导光棒底座319的目的就是降低边发射半导体激光芯片313与导光棒312配合的难度，简化安装和固定步骤。其次，避免安装过程中反复调试，提高了安装效率。

3.本实施例中包括底板311和封装壳体314，导光棒312和边发射半导体激光芯片313与底板相对固定，封装壳体314与底板311将导光棒312和边发射半导体激光芯片313封装在内部，其中导光棒312的长度小于等于10毫米；封装壳体314上包括透光窗口315，透光窗315口用于将激光322a引导到封装壳体314外部。导光棒312的长度小于10毫米的好处在于是的整个结构更紧凑，形成一个集成的封装结构，而且如前述的，本发明中对导光棒312端面直径D的限制使得导光棒312可以很短。优选的，导光棒312长度小于2毫米。

4.在本实施例中，边发射半导体激光芯片313发射的激光光轴平行于底板311平面。这样的好处在于其散热面可以紧贴底板311安装，热量可以直接传递给底板311。与图4所示的实施例相比，不需要经过支撑柱的热传导，本实施例的散热效果更佳。

5.本实施例中，封装壳体314包括平行于底板311的面，透光窗口315位于该面上。还包括位于封装壳体314内部的、位于导光棒312光路后端的反射镜318，反射镜418用于收集导光棒312出射的激光322a并反射该激光，使其从透光窗口315出射到封装壳体314外部形成322b。这样的好处在于发光面向上，与固定面平行，与一般的使用习惯相同，更容易使用。

6.透光窗口315上设置有透镜317，第二激光322b穿过透镜317，第二激光322b经过透镜317聚焦后形成出射到封装壳体314外的第三激光323。

7.本实施方式中导光棒312为光纤的芯312a，光纤的芯312a外包裹有包层312b。用于固定导光棒312的时候，通常采用胶水或固定环。胶水或固定环固定导光棒312，如果没有包层，则胶水会与导光棒折射率匹配，从而造成导光棒312漏光。为了避免固定导光棒312漏光，在芯312a外包裹包层312b。包层312b的折射率低于芯312a的折射率。由于激光能量高，有机物容易被激光烧毁，包层312b通常不会选择有机物。

本实施方式中，导光棒312及其包层优选为光子晶体大Na的光子晶体玻璃光纤，或多成分玻璃光纤。光子晶体光纤利用光子晶体结构实现大Na，而多成分玻璃光纤的芯的材料包括在SiO₂原料中再适当混合诸如氧化钠（Na₂O）、氧化硼（B₂O₂）、氧化钾（K₂O₂）等氧化物，其特点是比石英的软化点低且纤芯与包层的折射率差很大，从而Na很大，能够接受较大角度的激光入射。

实施例4：如附图9所示，本实施方式与实施例3的区别点在于：

导光棒底座419以及与导光棒底座419相连接设置的定位边431，通过定位边431定位的边发射半导体激光芯片413，设置在导光棒底座419上的导光棒412，以及导光棒412出射光线路径上设置的反射镜418组成激光模组430。激光模组430以阵列的形式设置在底板411上，封装壳体414与底板411将三个激光模组430封装在内部。本实施例中给出了三个激光模组430的实施方式。激光模组430并不限于三个，可以根据需要增加或减少激光模组430的数量。

实施例5：如附图10所示，本实施方式与实施例1的区别点在于：

导光棒512发出的激光束522路径上设置有波长转换装置，该波长转换装置为荧光片532。激光束522照射到荧光片532上，并且激发荧光片532发出荧光523。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，所述内容为本发明的最佳实施方式，不能被用于限定本发明的保护范围。对于本领域技术人员而言，任何对该发明进行的等同修改和替代也都在本发明所要保护的范畴之中。

Claims

1.激光装置，包括边发射半导体激光芯片，所述边发射半导体激光芯片包括长条形发光区，发光区平行结平面方向为慢轴，垂直结平面方向为快轴，快轴的发光角度大于慢轴，所述快轴的发光半角为A，其特征在于：还包括导光棒，所述导光棒设置在边发射半导体激光芯片发光区一侧，所述导光棒一个端面与发光区相面对，该端面用于接收发光区发出的激光，所述导光棒的数值孔径Na满足条件Na＞sin(A)，激光进入导光棒后在其内部反射并传播；

2.根据权利要求1所述的激光装置，其特征在于：所述导光棒长度满足D≤2L。

3.根据权利要求1所述的激光装置，其特征在于：所述导光棒与发光区相面对的端面与发光区之间的距离为S，所述S＜(D/2)/tan(A)。

4.根据权利要求1或2所述的激光装置，其特征在于：所述导光棒为光纤的芯，芯外包裹有包层。

5.根据权利要求1或2所述的激光装置，其特征在于：还包括底板和封装壳体，所述导光棒和边发射半导体激光芯片与底板相对固定，封装壳体与底板将导光棒和边发射半导体激光芯片封装在内部，其中导光棒的长度小于等于10毫米；封装壳体上包括透光窗口，透光窗口用于将激光引导到封装壳体外部。

6.根据权利要求5所述的激光装置，其特征在于：所述边发射半导体激光芯片发射的激光光轴平行于底板平面。

7.根据权利要求6所述的激光装置，其特征在于：封装壳体包括平行于底板的面，所述透光窗口位于该面上；还包括位于封装壳体内部的、位于导光棒光路后端的反射镜，所述反射镜用于收集导光棒出射的激光并反射该激光，使其从透光窗口出射到封装壳体外部。

8.根据权利要求5所述的激光装置，其特征在于：还包括导光棒底座，该导光棒底座上包括凹槽，所述导光棒固定于凹槽内。

9.根据权利要求8所述的激光装置，其特征在于：所述导光棒底座包括定位边或定位面，所述定位边或定位面用于定位边发射半导体激光芯片与导光棒底座之间的相对位置。

10.一种光源，其特征在于，包括根据权利要求1至9中任一项所述的激光装置，还包括波长转换装置，激光装置出射的激光入射于波长转换装置并激发波长转换装置使其发射受激光。