CN203909406U - 一种半导体激光器偏振合束装置 - Google Patents
一种半导体激光器偏振合束装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203909406U CN203909406U CN201420230979.7U CN201420230979U CN203909406U CN 203909406 U CN203909406 U CN 203909406U CN 201420230979 U CN201420230979 U CN 201420230979U CN 203909406 U CN203909406 U CN 203909406U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- catoptron
- polarization
- semiconductor laser
- light
- laser diode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000010287 polarization Effects 0.000 title claims abstract description 44
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 23
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 22
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 22
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 abstract description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 101001025773 Homo sapiens Germinal-center associated nuclear protein Proteins 0.000 description 2
- 101000827703 Homo sapiens Polyphosphoinositide phosphatase Proteins 0.000 description 2
- 102100023591 Polyphosphoinositide phosphatase Human genes 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 101100326803 Neurospora crassa (strain ATCC 24698 / 74-OR23-1A / CBS 708.71 / DSM 1257 / FGSC 987) fac-2 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种半导体激光器偏振合束装置,装置中的一组激光二极管水平固定在底板上,另一组激光二极管垂直固定在底板上,工作时两组激光二极管发出偏振方向垂直的光,两组光分别通过快轴准直透镜FAC、慢轴准直透镜SAC的准直后变为平行光束,再经过反射镜的转向,形成空间合束,最后经过偏振合束棱镜形成偏正合束,偏正合束光经过准直透镜后,将光聚焦进入光纤输出。本实用新型实现高功率、高亮度的半导体激光器,避免了使用半波片,半波片成本高、精度严格,很容易造成损耗。本实用新型中垂直方向排布的一组半导体激光二极管,能做到光程相同,为后续输出光束整形提供保障。另外,水平、垂直两组排布的半导体激光二极管,能得到圆对称的光斑。
Description
技术领域
本实用新型提供了一种半导体激光器的偏振合束装置,属于半导体激光器技术领域。
背景技术
半导体激光器由于具有体积小、重量轻、效率高等众多优点,广泛应用于工业、军事、医疗、通讯等众多领域。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质量与CO2激光器、固体YAG激光器等传统激光器相比较差,阻碍了其应用领域的拓展。近几年,随着半导体材料外延生长技术、半导体激光波导结构优化技术、腔面钝化技术、高稳定性封装技术、高效散热技术的发展,特别是在直接半导体激光工业加工应用以及大功率光纤激光器泵浦源的需求推动了具有大功率,高光束质量的半导体激光器飞速发展。
由于单芯片的半导体激光器的功率远远不能满足多样化的需求,多个芯片激光的合束是必然的,这才能使半导体激光器的功率成倍的提升。目前,多个芯片的激光合束最直接的是空间合束。由于快轴方向光束质量好,可以整形成宽度只有200μm-300μm的光斑,因此可以将芯片组装在不同的高度进行合束。
而要实现高质量、宽范围的激光加工,激光器必须同时满足高功率和高光束质量。由于半导体激光二极管输出光具有很好的线偏振特性,偏振度可以在95%-98%的范围内,可采用偏振合束,这样能提高半导体激光器的光束质量。一般偏振合束会将用于耦合的两路半导体激光器,其中一路放置半波片使其偏振态发生改变,将S态偏振光变成P态偏振光,或将P态偏振光变成S态偏振光后入射到偏振合束器上。但是半波片成本高、精度严格,很容易造成损耗。而且在大功率应用中,还会产生大量的热,造成可靠性问题。
发明内容
本实用新型的目的为了克服上述现有技术存在的问题,而提供一种半导体激光器的偏振合束装置,本实用新型利用半导体激光器的偏振特性,将激光二极管分为两组,一组水平固定、一组垂直固定,分别得到水平偏振态和垂直偏振态,然后形成偏振合束,实现高功率,高光束质量的半导体激光器。
本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的。
一种半导体激光器偏振合束装置,包括底板、若干激光二极管、快轴准直镜FAC、慢轴准直镜SAC、反射镜、偏振合束棱镜、准直透镜、光纤;若干激光二极管、快轴准直镜FAC、慢轴准直镜SAC、反射镜、偏振合束棱镜、准直透镜、光纤分别固定在底板,且所有从反射镜反射的光束均经偏振合束棱镜后进入准直透镜后聚焦在光纤上输出,其特征在于:
若干激光二极管等分为两组,一组水平排列,并在垂直方向形成高度差,空间合束;一组垂直排列,前后错位;
每个激光二极管都有相对应的一个快轴准直镜FAC、慢轴准直镜SAC和一个反射镜;一个激光二极管与其对应的快轴准直镜FAC、慢轴准直镜SAC和反射镜都固定在一条直线上;
快轴准直镜FAC的光轴对准相对应的激光二极管的发光面;
慢轴准直镜SAC的光轴对准相对应的激光二极管的发光面,并与快轴准直镜FAC的光轴重合;
反射镜与水平面垂直放置,且同相对应的快轴准直镜FAC、慢轴准直镜SAC的光轴夹角为45°。
两组激光二极管相对垂直排布;物理上得到两组偏振方向垂直的偏振光。
垂直排列的一组激光二极管前后错位,按规律间隔,且各反射镜组装时,且后一个反射镜的反射光从前一个反射镜的上方通过,形成空间合束,激光经反射镜到达准直器出光光程相等。
所有的元件都用焊料或胶固定在底板上。
半导体激光器偏振合束装置的耦合方法,其特征在于按以下步骤进行:
(1)、每个激光二极管发出的光经过快轴准直镜FAC的准直后,光在垂直于芯片方向变为平行光;
(2)、经过快轴准直镜FAC准直后的光到达慢轴准直镜SAC,经过慢轴准直镜SAC的整形后,光在沿着平行于芯片方向变为平行光;
(3)、依次经过快轴准直镜FAC、慢轴准直镜SAC准直后的光经过反射镜的反射后,光路偏转了90°;
(4)、一组激光二极管水平固定,且垂直方向存在高度差,因此产生多个高低不同的光束,经过各自的快轴准直镜FAC、慢轴准直镜SAC后产生高低不同的平行光束,经过平面镜的反射后到达偏振合束棱镜;
(5)、一组激光二极管垂直固定,各反射镜组装时,且后一个反射镜的反射光从前一个反射镜的上方通过,形成空间合束,然后到达偏振合束棱镜;
(6)、一组激光经偏振合束棱镜反射、一组激光透射通过偏振合束棱镜透射,经过准直透镜后聚焦在光纤上。
本实用新型对比已有技术具有以下创新点:
本实用新型利用将两组激光二极管水平、垂直两个方向组装,得到相互正交的偏振光,通过偏振合束棱镜合束,得到高亮度的激光。
本实用新型实现高功率、高亮度的半导体激光器,避免了使用半波片,半波片成本高、精度严格,很容易造成损耗。本实用新型中垂直方向排布的一组半导体激光二极管,能做到光程相同,为后续输出光束整形提供保障。另外,水平、垂直两组排布的半导体激光二极管,能得到圆对称的光斑。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;
图中:1-激光器二极管,2-快轴准直透镜FAC,3-慢轴准直透镜SAC,4-反射镜,5-反射镜,6-偏振合束棱镜,7-准直器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示,本实用新型的半导体激光器偏振合束装置,包括底板、18个激光二极管1、快轴准直镜FAC、慢轴准直镜SAC、反射镜(4,5)、偏振合束棱镜6、准直透镜7、光纤;18个激光二极管1、快轴准直镜FAC、慢轴准直镜SAC、反射镜(4,5)、偏振合束棱镜6、准直透镜7、光纤分别固定在底板,且所有从反射镜反射的光束均经偏振合束棱镜6后进入准直透镜7后聚焦在光纤上输出,其特征在于:
18个激光二极管等分为两组,第一组水平排列,并在垂直方向形成高度差,空间合束;第二组垂直排列,前后错位;
每个激光二极管1都有相对应的一个快轴准直镜FAC、慢轴准直镜SAC和一个反射镜;一个激光二极管与其对应的快轴准直镜FAC、慢轴准直镜SAC和反射镜都固定在一条直线上;
快轴准直镜FAC的光轴对准相对应的激光二极管的发光面;
慢轴准直镜SAC的光轴对准相对应的激光二极管的发光面,并与快轴准直镜FAC的光轴重合;
反射镜与水平面垂直放置,且同相对应的快轴准直镜FAC、慢轴准直镜SAC的光轴夹角为45°。
左边第一组为水平排布的激光二极管,但垂直于底座方向上存在高度差,由台阶一次排开;右边第二组为垂直固定在底板上的激光二极管。
每一个激光二极管前,首先会组装一个快轴准直镜FAC2,在垂直于芯片方向上对激光器二极管1发出的光进行整形,整形后的光束在垂直于芯片方向变为平行光。
慢轴准直镜SAC3也是一个柱透镜,在平行于芯片方向上对经过慢轴准直镜SAC3准直后的光进行整形,整形后的光束在平行于芯片方向变为平行光。
第一组激光二极管对应的反射镜4在垂直于底座方向存在高度差,使得高一个台阶激光二极管发出的光经过反射镜后从前面反射镜的上方经过;第二组激光二极管对应的反射镜5Y方向前后错开,后一个反射镜反射的激光从前一个反射镜上方经过,形成空间合束。
两组平行光,一组经偏振合束棱镜6反射,一组经偏振合束棱镜6透射,合为一束光,到达准直器7后聚焦在光纤上输出。
Claims (4)
1.一种半导体激光器偏振合束装置,包括底板、若干激光二极管、快轴准直镜FAC、慢轴准直镜SAC、反射镜、偏振合束棱镜、准直透镜、光纤;若干激光二极管、快轴准直镜FAC、慢轴准直镜SAC、反射镜、偏振合束棱镜、准直透镜、光纤分别固定在底板,且所有从反射镜反射的光束均经偏振合束棱镜后进入准直透镜后聚焦在光纤上输出,其特征在于:
若干激光二极管等分为两组,一组水平排列,并在垂直方向形成高度差,空间合束;一组垂直排列,前后错位;
每个激光二极管都有相对应的一个快轴准直镜FAC、慢轴准直镜SAC和一个反射镜;一个激光二极管与其对应的快轴准直镜FAC、慢轴准直镜SAC和反射镜都固定在一条直线上;
快轴准直镜FAC的光轴对准相对应的激光二极管的发光面;
慢轴准直镜SAC的光轴对准相对应的激光二极管的发光面,并与快轴准直镜FAC的光轴重合;
反射镜与水平面垂直放置,且同相对应的快轴准直镜FAC、慢轴准直镜SAC的光轴夹角为45°。
2.根据权利要求1所述的半导体激光器偏振合束装置,其特征在于:两组激光二极管相对垂直排布;物理上得到两组偏振方向垂直的偏振光。
3.根据权利要求1所述的半导体激光器偏振合束装置装置,其特征在于:垂直排列的一组激光二极管前后错位,按规律间隔,且各反射镜组装时,且后一个反射镜的反射光从前一个反射镜的上方通过,形成空间合束,激光经反射镜到达准直器出光光程相等。
4.根据权利要求1所述的半导体激光器偏振合束装置,其特征在于:所有的元件都用焊料或胶固定在底板上。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201420230979.7U CN203909406U (zh) | 2014-05-07 | 2014-05-07 | 一种半导体激光器偏振合束装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201420230979.7U CN203909406U (zh) | 2014-05-07 | 2014-05-07 | 一种半导体激光器偏振合束装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN203909406U true CN203909406U (zh) | 2014-10-29 |
Family
ID=51783665
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201420230979.7U Expired - Lifetime CN203909406U (zh) | 2014-05-07 | 2014-05-07 | 一种半导体激光器偏振合束装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN203909406U (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104007558A (zh) * | 2014-05-07 | 2014-08-27 | 武汉锐科光纤激光器技术有限责任公司 | 一种半导体激光器偏振合束装置及耦合方法 |
CN105652452A (zh) * | 2016-01-26 | 2016-06-08 | 北京凯普林光电科技股份有限公司 | 一种空间合束装置和*** |
TWI667506B (zh) * | 2017-10-17 | 2019-08-01 | 南韓商Eo科技股份有限公司 | 具有高輸出功率的光源裝置 |
CN113270790A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-08-17 | 中国科学院半导体研究所 | 百瓦级绿色激光***及应用其的激光装置 |
CN113314953A (zh) * | 2021-05-20 | 2021-08-27 | 巴可伟视(北京)电子有限公司 | 一种自聚焦的半导体激光光源*** |
-
2014
- 2014-05-07 CN CN201420230979.7U patent/CN203909406U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104007558A (zh) * | 2014-05-07 | 2014-08-27 | 武汉锐科光纤激光器技术有限责任公司 | 一种半导体激光器偏振合束装置及耦合方法 |
CN104007558B (zh) * | 2014-05-07 | 2016-11-09 | 武汉锐科光纤激光器技术有限责任公司 | 一种半导体激光器偏振合束装置及耦合方法 |
CN105652452A (zh) * | 2016-01-26 | 2016-06-08 | 北京凯普林光电科技股份有限公司 | 一种空间合束装置和*** |
TWI667506B (zh) * | 2017-10-17 | 2019-08-01 | 南韓商Eo科技股份有限公司 | 具有高輸出功率的光源裝置 |
CN113270790A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-08-17 | 中国科学院半导体研究所 | 百瓦级绿色激光***及应用其的激光装置 |
CN113314953A (zh) * | 2021-05-20 | 2021-08-27 | 巴可伟视(北京)电子有限公司 | 一种自聚焦的半导体激光光源*** |
CN113314953B (zh) * | 2021-05-20 | 2022-07-01 | 巴可伟视(北京)电子有限公司 | 一种自聚焦的半导体激光光源*** |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104007558A (zh) | 一种半导体激光器偏振合束装置及耦合方法 | |
CN203909406U (zh) | 一种半导体激光器偏振合束装置 | |
CN105207054B (zh) | 多单管半导体激光器光纤耦合模块 | |
CN204905644U (zh) | 一种激光耦合*** | |
CN202548385U (zh) | 一种平台式折转反射单管半导体激光器光纤耦合模块 | |
CN102401949A (zh) | 一种平台式折转反射单管半导体激光器光纤耦合模块 | |
CN103368066A (zh) | 一种斜面式多管半导体激光器耦合装置及方法 | |
CN101854031A (zh) | 平行平板棱镜组实现半导体激光束耦合的激光装置 | |
CN102053371A (zh) | 钛宝石可调谐激光器光束准直、整形*** | |
CN103944067B (zh) | 一种高功率半导体激光器合束*** | |
CN106410608A (zh) | 一种激光阵列以及激光合束装置 | |
CN204992245U (zh) | 新型多单管半导体激光器光纤耦合模块 | |
CN101609212B (zh) | 对半导体激光器出射光束的整形方法 | |
CN1651972A (zh) | 离轴型全内反射棱镜阵列实现半导体激光器光束整形方法 | |
CN104882784A (zh) | 一种用于大功率半导体激光器的合束输出耦合装置 | |
CN104767118A (zh) | 一种光纤耦合半导体激光器 | |
CN203398519U (zh) | 一种斜面式多管半导体激光器耦合装置 | |
CN100507697C (zh) | 用于大功率激光二极管阵列的光学耦合*** | |
CN204349212U (zh) | 一种高功率半导体激光器光纤耦合*** | |
CN204615152U (zh) | 一种用于大功率半导体激光器的合束输出耦合装置 | |
CN102520524B (zh) | 一种用于激光加工的高功率半导体激光光源*** | |
CN204188886U (zh) | 一种高功率半导体激光器的光学校正装置及其*** | |
CN204349210U (zh) | 一种光纤耦合半导体激光器 | |
US11249317B2 (en) | Device for collimating a light beam, high-power laser, and focusing optical unit and method for collimating a light beam | |
CN101303453B (zh) | 斜方棱镜堆实现条阵半导体激光器光束整形的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 430074 East Lake science and technology zone, Wuhan province high tech Avenue, No. 999, the future of science and technology city of the city of Hubei Patentee after: WUHAN RAYCUS FIBER LASER TECHNOLOGIES Co.,Ltd. Address before: 430223 East Lake New Technology Development Zone, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan science and technology park innovation base, building No. 10, building No. Patentee before: WUHAN RAYCUS FIBER LASER TECHNOLOGIES Co.,Ltd. |
|
CX01 | Expiry of patent term | ||
CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20141029 |