CN213845834U - 一种高亮度和高效率半导体激光器 - Google Patents

Abstract

一种高亮度和高效率半导体激光器，包括第一发光模块、第二发光模块、第三发光模块、偏振合束器、聚焦透镜和输出光纤，所述合束器将所述第一发光模块和第二发光模块发出的激光进行偏振合束，所述第三发光模块发出的激光与偏振合束的激光进行空间合束，空间合束的激光通过聚焦透镜进行聚焦并输入到输出光纤中。

Description

一种高亮度和高效率半导体激光器

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种高亮度和高效率半导体激光器。

背景技术

激光器是一种能够用于发射激光的装置，通过设置在其中的半导体激光单管产生激光，但是单个半导体激光单管功率有限，产生的激光亮度不能满足实际要求，所以需要多个半导体激光单管发出的激光通过偏振合束器进行偏振合束，从而可保证激光的亮度；但是激光经过偏振合束器时，不可避免会损耗激光的功率；另一方便，为了降低功率损耗，将多个半导体激光单管发出的激光叠加而进行空间合束，但是通过空间合束的激光亮度不强；因此如何既能保证激光器输出激光的亮度，又能降低激光在传输时的损耗，是业界亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明实施例的目的是提供一种高效率和高亮度半导体激光器。

一种高亮度和高效率半导体激光器，包括第一发光模块、第二发光模块、第三发光模块、偏振合束器、聚焦透镜和输出光纤，所述偏振合束器将所述第一发光模块和第二发光模块发出的激光进行偏振合束，所述第三发光模块发出的激光与偏振合束的激光进行空间合束，空间合束的激光通过聚焦透镜进行聚焦并输入到输出光纤中。

进一步的，所述第一发光模块和第二发光模块相对设置。

进一步的，所述第一发光模块、第二发光模块和第三发光模块均设有若干半导体激光单管，所述第一发光模块的半导体激光单管从高到低依次排列，所述第二发光模块的半导体激光单管从高到低依次排列，所述第三发光模块的半导体激光单管从高到低依次排列。

进一步的，所述第一发光模块和第三发光模块的半导体激光单管排成一列，第三发光模块最高的半导体激光单管低于第一发光模块最低的第一半导体激光单管。

进一步的，第三发光模块最低的半导体激光单管高于第一发光模块最高的第一半导体激光单管。

进一步的，第三发光模块发出的激光经过第三反射镜反射而在一主光路上传输，所述聚焦透镜和输出光纤位于所述主光路中。

进一步的，所述偏振合束器位于所述主光路中。

进一步的，所述偏振合束器合束后的激光经过第五反射镜和第六反射镜反射后在所述主光路中传输。

本发明提供的高亮度和高效率半导体激光器具有以下有益效果：通过所述偏振合束器将所述第一发光模块和第二发光模块发出的激光进行偏振合束，所述第三发光模块发出的激光与偏振合束的激光进行空间合束，从而保证了激光的亮度和能量传输效率。

附图说明

图1为本发明实施例1一种高亮度和高效率半导体激光器的示意图。

图2为图1的激光器的偏振合束器的示意图。

图3为图1的激光器中半导体激光单管的安装示意图。

图4为本发明实施例2一种高亮度和高效率半导体激光器的示意图。

图5为图4的激光器中半导体激光单管的安装示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

实施例1：

请参考图1至图3，本发明的实施例1提供了一种半导体激光器，包括第一发光模块1、第二发光模块2、第三发光模块3、偏振合束器4、快轴聚焦透镜5、慢轴聚焦透镜6和输出光纤7。

第一发光模块1和第二发光模块2发射的激光分别进入偏振合束器4后进行偏振合束，第三发光模块3发出的激光与偏振合束的激光进行空间合束，最后合束后的激光经过快轴聚焦透镜5和慢轴聚焦透镜6在快慢轴上聚焦后，耦合进入输出光纤7。

如图2和图3，该偏振合束器4由相对设置的两个三棱镜胶接固定而成，其设有透射端面41、偏振端面42、出射端面43和反射面44，偏振端面42处设有半波片45，其用于将第二发光模块2发射的P偏振光调制成S偏振光，反射面 44位于两个三棱镜胶接处，反射面44反射S偏振光，透射P偏振光，透射端面 41平行于出射端面43且两者相对设置，偏振端面42垂直于出射端面43且与该出射端面43均设于同一三棱镜。

第一发光模块1包括多个第一激光单元11、多个第一反射镜12；其中，第一激光单元11包括第一半导体激光单管111、第一快轴准直镜112和第一慢轴准直镜113，第一发光模块1中的多个第一半导体激光单管111从高到低依次排列，第一慢轴准直镜113设置于第一快轴准直镜112的出光方向上，第一反射镜12位于第一慢轴准直镜113的出光方向上，合束器4的透射端面41位于第一反射镜12的出光方向上。

第二发光模块2与第一发光模块1相对设置，第二发光模块2包括多个第二激光单元21、多个第二反射镜22和一个第四反射镜23；其中，第二激光单元21包括第二半导体激光单管211、第二快轴准直镜212和第二慢轴准直镜213，第二发光模块2中的多个第二半导体激光单管211从高到低依次排列，第二慢轴准直镜213设置于第二快轴准直镜212的出光方向上，第二反射镜22位于第二慢轴准直镜213的出光方向上，第四反射镜23位于第二反射镜22的出光方向上，偏振合束器4的偏振端面42及半波片45位于第四反射镜23的出光方向上。

第三发光模块3包括多个第三激光单元31、多个第三反射镜32；其中，第三激光单元31包括第三半导体激光单管311、第三快轴准直镜312和第三慢轴准直镜313，第三发光模块3中的多个第三半导体激光单管311从高到低依次排列，在一较佳实施例中，这些第三半导体激光单管311与这些第一半导体激光单管111排成一列，且最高的第三半导体激光单管311低于最低的第一半导体激光单管111。第三慢轴准直镜313设置于第三快轴准直镜312的出光方向上，第三反射镜32位于第三慢轴准直镜313的出光方向上。

这些第一反射镜12、偏振合束器4、第三反射镜32、快轴聚焦透镜5、慢轴聚焦透镜6和输出光纤7位于一条直线上，即主光路100上。

工作时，第一发光模块1、第二发光模块2和第三发光模块3发光，第一发光模块1、第二发光模块2发出P偏振的光，第一发光模块1发出的光通过第一反射镜12反射而在主光路100上传输，并通过合束器4的透射端面41进入合束器4；第二发光模块2发出的光经第二反射镜22和第四反射镜23，通过半波片45偏振后进入偏振合束器4，偏振合束器4的反射面44透射第一发光模块1 发出的光，反射第二发光模块2发出后经过偏振的光，从而将第一发光模块1 和第二发光模块2发出的光进行偏振合束。

第三发光模块3发出的光经过第三反射镜32反射而在主光路100上传输，并与经过偏振合束器4偏振合束的光进行空间合束，最后合束的光经过快轴聚焦透镜5和慢轴聚焦透镜6聚焦后进入输入光纤7。

在上述实施例中，第一发光模块1和第二发光模块2发出的激光通过偏振合束的方式进行合束，从而保证了激光的亮度，第三发光模块3发出的激光通过空间合束的方式与偏振合束的激光进行合束，从而保证的激光的能量传输效率；而且可根据需要的激光的亮度和能量传输效率需要，调整第一发光模块1、第二发光模块2、第三发光模块3中半导体激光单管的数量。

在上述实施例中，可根据第一发光模块1、第二发光模块2中半导体激光单管发出的激光的偏振态(例如发出S偏振光)，将偏振合束器4的反射面43设置为反射P偏振光，透射S偏振光。

在上述实施例中，快轴聚焦透镜5和慢轴聚焦透镜6可由一个可同时进行快轴聚焦和慢轴聚焦的聚焦透镜替代。

实施例2：

请参阅图4和图5，本实施例在实施例1的基础上，将第三发光模块3的位置进行了调整，将第三发光模块3设置为高于第一和第二发光模块1、2，让第三发光模块3最低的第三半导体激光单管311高于最高的第一半导体激光单管 111，第三发光模块3发出的光经过第三反射镜31反射而在主光路100上传输，第一发光模块1和第二发光模块2发出的光进行偏振合束，偏振合束后的激光通过第五反射镜52和第六反射镜62反射后在主光路100上传输，并于第三发光模块3发出的光进行空间合束，最后合束的光经过快轴聚焦透镜5和慢轴聚焦透镜6聚焦后进入输入光纤7。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高亮度和高效率半导体激光器，其特征在于，包括第一发光模块、第二发光模块、第三发光模块、偏振合束器、聚焦透镜和输出光纤，所述合束器将所述第一发光模块和第二发光模块发出的激光进行偏振合束，所述第三发光模块发出的激光与偏振合束的激光进行空间合束，空间合束的激光通过聚焦透镜进行聚焦并输入到输出光纤中。

2.如权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于：所述第一发光模块和第二发光模块相对设置。

3.如权利要求2所述的半导体激光器，其特征在于：所述第一发光模块、第二发光模块和第三发光模块均设有若干半导体激光单管，所述第一发光模块的半导体激光单管从高到低依次排列，所述第二发光模块的半导体激光单管从高到低依次排列，所述第三发光模块的半导体激光单管从高到低依次排列。

4.如权利要求3所述的半导体激光器，其特征在于：所述第一发光模块和第三发光模块的半导体激光单管排成一列，第三发光模块最高的半导体激光单管低于第一发光模块最低的第一半导体激光单管。

5.如权利要求3所述的半导体激光器，其特征在于：第三发光模块最低的半导体激光单管高于第一发光模块最高的第一半导体激光单管。

6.如权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于：第三发光模块发出的激光经过第三反射镜反射而在一主光路上传输，所述聚焦透镜和输出光纤位于所述主光路中。

7.如权利要求6所述的半导体激光器，其特征在于：所述偏振合束器位于所述主光路中。

8.如权利要求6所述的半导体激光器，其特征在于：所述偏振合束器合束后的激光经过第五反射镜和第六反射镜反射后在所述主光路中传输。

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