CN213845827U - 一种半导体激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种半导体激光器，涉及半导体激光技术领域；包括：激光组件，所述激光组件包括用于输出激光的光纤端头和多个用于产生激光的发光单元；所述激光组件还包括带遮光功能的聚焦透镜组，所述聚焦透镜组设置在所述发光单元的出光方向上。本实用新型提出的激光器通过设置带有遮光功能的聚焦透镜组在进入光纤端头之前将不合格的激光滤除，主要是将杂散光和数值孔径偏大的激光遮挡住，防止其进入光纤端头，防止光纤涂敷层过热；并且可以有效拦截被光纤端头反射后的回光，避免回光造成激光芯片死亡，从而有效保护激光器。

Description

一种半导体激光器

技术领域

本实用新型涉及半导体激光技术领域，尤其涉及一种半导体激光器。

背景技术

现有的激光器为了提高激光器的输出功率，需要设置有多个激光芯片生成激光，并在激光器中设置耦合光路使得各个激光芯片生成的激光最后能够合束并聚焦到光纤中输出，当激光被聚焦到光纤中的纤芯中时，可能由于聚焦、定位等问题导致数值孔径过大，被传导到纤芯外的包层中。

另外，有的光线入射到纤芯端面的入射角过大，这些光线在纤芯中传播时会被折射到包层中，从而导致包层中有部分光线传播，在光纤上一般还设有涂敷层，由于涂覆层的折射率大于包层，当在包层中传播的光线遇到涂覆层时会被折射至涂覆层中，当过多的光线打到涂覆层后会导致涂覆层发热而被损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术中存在的技术问题，而提出的一种半导体激光器，该激光器通过设置带有遮光功能的聚焦透镜组在进入光纤端头之前将杂散光和/或数值孔径过大的激光遮挡住，防止其进入光纤，有效保护激光器。

一种半导体激光器，包括激光组件，所述激光组件包括用于输出激光的光纤端头和多个用于产生激光的发光单元；所述激光组件还包括带遮光功能的聚焦透镜组，所述聚焦透镜组设置在所述发光单元的出光方向上。

进一步地，所述带遮光功能的聚焦透镜组包括一个具备快轴聚焦和慢轴聚焦功能的第一聚焦透镜及套设在该第一聚焦透镜外表面的遮光罩；所述遮光罩上开设有前后贯穿的通光孔，所述通光孔的圆心与所述第一聚焦透镜的中心重合，所述通光孔设置在所述发光单元的出光方向上。

进一步地，所述带遮光功能的聚焦透镜组包括快轴聚焦透镜、慢轴聚焦透镜和套设在慢轴聚焦透镜外表面的遮光罩；所述遮光罩上开设有前后贯穿的通光孔，所述通光孔的圆心与所述慢轴聚焦透镜的中心重合，所述通光孔设置在所述快轴聚焦透镜的出光方向上。

进一步地，所述带遮光功能的聚焦透镜组包括快轴聚焦透镜、套设在快轴聚焦透镜外表面的遮光罩和慢轴聚焦透镜；所述遮光罩上开设有前后贯穿的通光孔，所述通光孔的圆心与所述快轴聚焦透镜的中心重合，所述通光孔设置在所述发光单元的出光方向上。

进一步地，所述带遮光功能的聚焦透镜组包括一个具备快轴聚焦和慢轴聚焦功能的第一聚焦透镜，所述第一聚焦透镜的激光入射面镀有一层遮光膜，且该遮光膜的中心开设有一通光孔。

进一步地，所述带遮光功能的聚焦透镜组包括快轴聚焦透镜和慢轴聚焦透镜；其中，所述慢轴聚焦透镜的激光入射面镀有一层遮光膜，且该遮光膜的中心开设有一通光孔。

进一步地，所述带遮光功能的聚焦透镜组包括快轴聚焦透镜和慢轴聚焦透镜；其中，所述快轴聚焦透镜的激光入射面镀有一层遮光膜，且该遮光膜的中心开设有一通光孔。

进一步地，所述发光单元包括激光芯片、快轴准直镜、慢轴准直镜和反射镜；所述激光组件中的多个激光芯片呈阶梯形状从高到底依次排列；每个激光芯片中，快轴准直镜设置于激光芯片的出光方向上，慢轴准直镜设置于快轴准直镜的出光方向上，反射镜设置在慢轴准直镜的出光方向上，带遮光功能的聚焦透镜组设置在反射镜的出光方向上。

进一步地，所述激光器还包括壳体；所述壳体中空，所述激光组件封装于所述壳体中。

进一步地，所述壳体内部的底面呈阶梯面结构，该阶梯面结构的底面包括至少一个台阶面，每一台阶面用于放置一发光单元的激光芯片、快轴准直镜、慢轴准直镜和反射镜，且发光单元与光纤端头的入射面的距离与台阶面的高度呈正比。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型提出的激光器通过设置带有遮光功能的聚焦透镜组在进入光纤端头之前将不合格的激光滤除，主要是将杂散光和数值孔径偏大的激光遮挡住，防止其进入光纤端头，防止光纤涂敷层过热；并且可以有效拦截被光纤端头反射后的回光，避免回光造成激光芯片死亡，从而有效保护激光器。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或者现有技术中地技术方案，下面将对实施例或者现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中地附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1是本实用新型实施例一中激光组件的结构图；

图2是本实用新型实施例一中半导体激光器的整体结构示意图；

图3是本实施例中遮光罩的正视图；

图4是本实用新型实施例二中激光组件的结构图；

图5是本实用新型实施例三中激光组件的结构图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部地实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

本实用新型的实施例提供了一种半导体激光器。请参考图1和图2，图1是本实用新型实施例一中激光组件的结构图，图2是本实用新型实施例中半导体激光器的整体结构示意图；本实施例提出的一种半导体激光器具体包括：壳体2和封装在壳体2中的激光组件1；所述激光组件1包括带遮光功能的聚焦透镜组12、用于输出激光的光纤端头13和多个用于产生激光的发光单元11；

其中，所述带遮光功能的聚焦透镜组12包括快轴聚焦透镜121、慢轴聚焦透镜122和套设在慢轴聚焦透镜122外表面的遮光罩123；所述遮光罩123为中空的壳体，且中空部的尺寸与所述慢轴聚焦透镜122的外形轮廓尺寸相适应，所述慢轴聚焦透镜122正好嵌入所述遮光罩123内部的中空部分。

请参阅图3，图3是本实施例中遮光罩的正视图；所述遮光罩123上开设有前后贯穿的通光孔124，所述通光孔124的圆心与所述慢轴聚焦透镜122的中心重合，所述通光孔124的半径根据实际需求设定，保证需要的激光能够通过所述通过孔124进入所述慢轴聚焦透镜122内部即可；通光孔124设置在所述快轴聚焦透镜121的出光方向上；激光经过所述快轴聚焦透镜121在快轴方向上聚焦后射入所述慢轴聚焦透镜122中，数值孔径在预设范围内的激光会通过所述通光孔124进入慢轴聚焦透镜122中，杂散光和/或数值孔径不在预设范围内的激光会射在所述通光孔124周围的遮光罩123上，无法进入通光孔124中的慢轴聚焦透镜122中，从而将不符合要求的激光滤除，防止其经慢轴聚焦透镜122聚焦后耦合进入光纤端头中，在光纤的涂覆层中传导造成涂覆层过热的问题，并且可以有效拦截被光纤端头反射后的回光，避免回光造成激光芯片死亡，从而有效保护激光器。

其中，所述慢轴聚焦透镜122的激光入射方向为所述遮光罩123的前方，激光出射方向为所述遮光罩123的后方。

所述发光单元11包括激光芯片111、快轴准直镜112、慢轴准直镜113和反射镜114；所述激光组件1中的多个激光芯片111呈阶梯形状从高到底依次排列；每个激光芯片111中，快轴准直镜112设置在激光芯片111的出光方向上，慢轴准直镜113设置在快轴准直镜112的出光方向上，反射镜114设置在慢轴准直镜113的出光方向上，带遮光功能的聚焦透镜组12设置在反射镜114的出光方向上。

发光单元11发射的激光经反射镜114反射后进入所述聚焦透镜组12中，由所述聚焦透镜组12聚焦后耦合到光纤端头14中输出。

壳体2内部的底面呈阶梯面结构，该阶梯面结构的底面包括至少一个台阶面，每一台阶面用于放置一发光单元11的激光芯片111、快轴准直镜112、慢轴准直镜113和反射镜114，且发光单元11与光纤端头14的入射面的距离与台阶面的高度呈正比，即，离光纤端头14入射面越近的发光单元11所在的台阶面高度越低，离光纤端头14入射面越远的发光单元11所在的台阶面高度越高，从而使得每个发光单元11所在光路输出的光斑相互之间不会叠加在一起，都能够输入到带遮光功能的聚焦透镜组12中。

在一较佳实施例中，也可以将所述遮光罩123替换为遮光膜，即，在所述慢轴聚焦透镜122的激光入射的面镀一层遮光膜，并在该遮光膜的中心开设一个通光孔，使数值孔径符合要求的激光能够通过该通光孔进入所述慢轴聚焦透镜122，杂散光和/或数值孔径不符合要求的激光被所述通光孔周围的遮光膜挡住。

实施例二：

请参阅图4，图4是本实施例中激光组件的结构图；在本实施例中，所述带遮光功能的聚焦透镜组12包括同时具备快轴聚焦功能和慢轴聚焦功能的第一聚焦透镜125及套设在该第一聚焦透镜125外表面的遮光罩123；所述遮光罩123为中空的壳体，且中空部的尺寸与所述第一聚焦透镜125的外形轮廓尺寸相适应，所述第一聚焦透镜125正好嵌入所述遮光罩123内部的中空部分。

本实施例中未述及部分均与实施例一相同，本领域普通技术人员可参照实施例一进行实施，此处不再赘述。

所述遮光罩123上开设有前后贯穿的通光孔124，所述通光孔124的圆心与所述第一聚焦透镜125的中心相重合，所述通光孔124的半径根据实际需求设定，保证需要的激光能够通过所述通过孔124进入所述第一聚焦透镜125内部；通光孔124设置在反射镜114的出光方向上；激光经过所述反射镜114反射后，数值孔径在预设范围内的激光经所述通光孔124射入所述第一聚焦透镜125中，在快轴和慢轴方向上聚焦后耦合进入光纤端头14中，防止在光纤的涂覆层中传导，造成涂覆层过热的问题，并且可以有效拦截被光纤端头反射后的回光，避免回光造成激光芯片死亡，从而有效保护激光器。

其中，所述第一聚焦透镜125的激光入射方向为所述遮光罩123的前方，激光出射方向为所述遮光罩123的后方。

在一较佳实施例中，也可以将所述遮光罩123替换为遮光膜，即在所述第一聚焦透镜125的激光入射的面镀一层遮光膜，并在该遮光膜的中心开设一个通光孔，使数值孔径符合要求的激光能够通过该通光孔进入所述第一聚焦透镜125，杂散光和/或数值孔径不符合要求的激光被通光孔周围的遮光膜挡住。

实施例三：

请参阅图5，图5是本实施例中激光组件的结构图；本实施例中，所述带遮光功能的聚焦透镜组12包括快轴聚焦透镜121、套设在快轴聚焦透镜121外表面的遮光罩123和慢轴聚焦透镜122；所述遮光罩123为中空的壳体，且中空的尺寸与所述快轴聚焦透镜121的外形轮廓尺寸相适应，所述快轴聚焦透镜121正好嵌入所述遮光罩123内部的中空部分。

本实施例中未述及部分均与实施例一相同，本领域普通技术人员可参照实施例一进行实施，此处不再赘述。

所述遮光罩123上开设有前后贯穿的通光孔124，所述通光孔124的圆心与所述快轴聚焦透镜121的中心相重合，所述通光孔124的半径根据实际需求设定，保证需要的激光能够通过所述通过孔124进入所述快轴聚焦透镜121内部；通光孔124设置在反射镜114的出光方向上；激光经过所述反射镜114反射后，数值孔径在预设范围内的激光经所述通光孔124射入所述快轴聚焦透镜121中，在快轴方向上聚焦后射入慢轴聚焦透镜122中，杂散光和/或数值孔径不在预设范围内的激光会射在通光孔124周围的遮光罩123上，无法进入通光孔124中的快轴聚焦透镜121中，从而将不符合要求的激光滤除，防止其经快轴聚焦透镜121聚焦后耦合进入光纤端头14中在光纤的涂覆层中传导，造成涂覆层过热的问题，并且可以有效拦截被光纤端头反射后的回光，避免回光造成激光芯片死亡，从而有效保护激光器。

其中，所述快轴聚焦透镜121的激光入射方向为所述遮光罩123的前方，激光出射方向为所述遮光罩123的后方。

在一较佳实施例中，也可以将所述遮光罩123替换为遮光膜，即在所述快轴聚焦透镜121的激光入射的面镀一层遮光膜，并在该遮光膜的中心开设一个通光孔，使数值孔径符合要求的激光能够通过该通光孔进入所述快轴聚焦透镜121，杂散光和/或数值孔径不符合要求的激光被通光孔周围的遮光膜挡住。

在实施例一、实施例二和实施例三中，所述遮光罩123和所述遮光膜均采用耐高温的不透光材料制作，这种材料目前在市面上有很多，本领域技术人员可以根据实际需求具体选择，此处不再列举。

需要说明的是：本实用新型中的通光孔124的形状可根据实际需求进行设计，例如正方形、长方形等其他形状，不需要拘泥于本实用新型实施例的限定。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提出的激光器通过设置带有遮光功能的聚焦透镜组在进入光纤端头之前将不合格的激光滤除，主要是将杂散光和数值孔径偏大的激光遮挡住，防止其进入光纤端头，防止光纤涂敷层过热；并且可以有效拦截被光纤端头反射后的回光，避免回光造成激光芯片死亡，从而有效保护激光器。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或者之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的有点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种半导体激光器，包括激光组件，所述激光组件包括用于输出激光的光纤端头和多个用于产生激光的发光单元；其特征在于：所述激光组件还包括带遮光功能的聚焦透镜组，所述聚焦透镜组设置在所述发光单元的出光方向上。

2.如权利要求1所述的一种半导体激光器，其特征在于：所述带遮光功能的聚焦透镜组包括一个具备快轴聚焦和慢轴聚焦功能的第一聚焦透镜，及套设在该第一聚焦透镜外表面的遮光罩；所述遮光罩上开设有前后贯穿的通光孔，所述通光孔的圆心与所述第一聚焦透镜的中心重合，所述通光孔设置在所述发光单元的出光方向上。

3.如权利要求1所述的一种半导体激光器，其特征在于：所述带遮光功能的聚焦透镜组包括快轴聚焦透镜、慢轴聚焦透镜和套设在慢轴聚焦透镜外表面的遮光罩；所述遮光罩上开设有前后贯穿的通光孔，所述通光孔的圆心与所述慢轴聚焦透镜的中心重合，所述通光孔设置在所述快轴聚焦透镜的出光方向上。

4.如权利要求1所述的一种半导体激光器，其特征在于：所述带遮光功能的聚焦透镜组包括快轴聚焦透镜、套设在快轴聚焦透镜外表面的遮光罩和慢轴聚焦透镜；所述遮光罩上开设有前后贯穿的通光孔，所述通光孔的圆心与所述快轴聚焦透镜的中心重合，所述通光孔设置在所述发光单元的出光方向上。

5.如权利要求1所述的一种半导体激光器，其特征在于：所述带遮光功能的聚焦透镜组包括一个具备快轴聚焦和慢轴聚焦功能的第一聚焦透镜，所述第一聚焦透镜的激光入射面镀有一层遮光膜，且该遮光膜的中心开设有一通光孔。

6.如权利要求1所述的一种半导体激光器，其特征在于：所述带遮光功能的聚焦透镜组包括快轴聚焦透镜和慢轴聚焦透镜；其中，所述慢轴聚焦透镜的激光入射面镀有一层遮光膜，且该遮光膜的中心开设有一通光孔。

7.如权利要求1所述的一种半导体激光器，其特征在于：所述带遮光功能的聚焦透镜组包括快轴聚焦透镜和慢轴聚焦透镜；其中，所述快轴聚焦透镜的激光入射面镀有一层遮光膜，且该遮光膜的中心开设有一通光孔。

8.如权利要求1-7任一项所述的一种半导体激光器，其特征在于：所述发光单元包括激光芯片、快轴准直镜、慢轴准直镜和反射镜；所述激光组件中的多个激光芯片呈阶梯形状从高到低依次排列；每个激光芯片中，快轴准直镜设置于激光芯片的出光方向上，慢轴准直镜设置于快轴准直镜的出光方向上，反射镜设置在慢轴准直镜的出光方向上，带遮光功能的聚焦透镜组设置在反射镜的出光方向上。

9.如权利要求8所述的一种半导体激光器，其特征在于：所述激光器还包括壳体；所述壳体中空，所述激光组件封装于所述壳体中。

10.如权利要求9所述的一种半导体激光器，其特征在于：所述壳体内部的底面呈阶梯面结构，该阶梯面结构的底面包括至少一个台阶面，每一台阶面用于放置一发光单元的激光芯片、快轴准直镜、慢轴准直镜和反射镜，且发光单元与光纤端头的入射面的距离与台阶面的高度呈正比。

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