一種雙端光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種雙端光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)，屬于激光技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)光纖激光器技術(shù)迅猛發(fā)展，半導(dǎo)體激光器作為栗浦源具有轉(zhuǎn)換效率高、壽命長(zhǎng)、體積小、重量輕、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，受到了較多的重視。
[0003]小功率脈沖/連續(xù)光纖激光器作為激光市場(chǎng)重要的組成部分逐步朝著低成本、小型化、高功率的方向轉(zhuǎn)變。一般來(lái)講，小功率脈沖/連續(xù)光纖激光器由主震-放大(MOPA)結(jié)構(gòu)組成。受限于放大器(PA)耦合器單臂承受功率，通常采用(2+1)*1耦合器將兩個(gè)相同的單管或多單管半導(dǎo)體激光器輸出光耦合進(jìn)放大系統(tǒng)。
[0004]這種系統(tǒng)的工作原理是:種子源射出的激光經(jīng)耦合器進(jìn)入摻Y(jié)b雙包層光纖，最終由輸出頭輸出。兩個(gè)單端輸出半導(dǎo)體激光器作為放大器的栗浦源，兩塊電源電路板分別為兩個(gè)栗浦管提供電能。這種方式較為簡(jiǎn)單直接，但是存在兩個(gè)栗浦管占用較大空間、封裝成本及電路成本偏尚、生廣實(shí)際操作復(fù)雜等缺點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述半導(dǎo)體激光器模塊的缺點(diǎn)，提供一種體積小、成本低、性能可靠的雙端光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)。
[0006]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種雙端光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)，包括具有一個(gè)臺(tái)階熱沉的封裝殼體，封裝殼體的臺(tái)階熱沉上間隔一定距離焊接有若干個(gè)單管激光器芯片，所述若干個(gè)單管激光器芯片鏡像設(shè)置為相互平行的兩排并沿單管激光器芯片出光方向錯(cuò)開(kāi)一定距離。
[0008]以下是本實(shí)用新型對(duì)上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化:
[0009]每一排單管激光器芯片的出光方向上分別與之一一對(duì)應(yīng)同軸設(shè)置有快軸準(zhǔn)直透鏡、慢軸準(zhǔn)直透鏡和反光鏡。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)化:若干個(gè)快軸準(zhǔn)直透鏡、若干個(gè)慢軸準(zhǔn)直透鏡和若干個(gè)反光鏡均設(shè)置在兩排單管激光器芯片中間的封裝殼體上。
[0011]進(jìn)一步優(yōu)化:每個(gè)反光鏡與單管激光器芯片的出光方向成45±5度角，相鄰兩個(gè)反光鏡的夾角為90± 10度。
[0012]進(jìn)一步優(yōu)化:每排反射鏡的光線射出方向的位置分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有一個(gè)會(huì)聚透鏡和激光輸出單元。
[0013]進(jìn)一步優(yōu)化:該會(huì)聚透鏡表面設(shè)置有對(duì)半導(dǎo)體激光器波長(zhǎng)高透的增透膜。
[0014]進(jìn)一步優(yōu)化:該激光輸出單元為單獨(dú)的兩根光纖。
[0015]進(jìn)一步優(yōu)化:所述激光輸出單元的輸出光纖上都刻有對(duì)激光器裝置波長(zhǎng)高反、半導(dǎo)體激光器波長(zhǎng)高透的光柵。
[0016]將上述雙端光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器作為栗浦源應(yīng)用在激光系統(tǒng)中，采用雙端光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器替代了兩個(gè)單端輸出半導(dǎo)體激光器，并且僅用一塊電源電路板即可滿(mǎn)足需求。因此采用該半導(dǎo)體激光器可以有效減小PA栗浦源約20%的體積、降低栗浦源約10%的成本，更能適應(yīng)小功率脈沖/連續(xù)激光器朝小型化、低成本方向發(fā)展的需求。
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0018]附圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]附圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例半導(dǎo)體激光器在激光器系統(tǒng)中的應(yīng)用示意圖。
[0020]圖中:101-種子源；103-電源電路板；104-激光經(jīng)耦合器；105-摻Y(jié)b雙包層光纖；106-輸出頭；202-雙端光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器；301-封裝殼體；302-單管激光器芯片；303-快軸準(zhǔn)直透鏡;304-慢軸準(zhǔn)直透鏡；305-反光鏡；306-會(huì)聚透鏡;307-固定架；308-獨(dú)立的兩根光纖。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]實(shí)施例，如圖1所示，一種雙端光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)，包括具有一個(gè)臺(tái)階熱沉的封裝殼體301，封裝殼體301的臺(tái)階熱沉上間隔一定距離焊接有若干個(gè)單管激光器芯片302，所述若干個(gè)單管激光器芯片302鏡像設(shè)置為相互平行的兩排并沿單管激光器芯片302出光方向錯(cuò)開(kāi)一定距離。
[0022]每個(gè)單管激光器芯片302的出光方向上分別——對(duì)應(yīng)同軸設(shè)置有快軸準(zhǔn)直透鏡303、慢軸準(zhǔn)直透鏡304和反光鏡305。
[0023]若干個(gè)快軸準(zhǔn)直透鏡303、若干個(gè)慢軸準(zhǔn)直透鏡304和若干個(gè)反光鏡305均設(shè)置在兩排單管激光器芯片302中間的封裝殼體301上。
[0024]每個(gè)反光鏡305與單管激光器芯片302的出光方向成45度角，相鄰兩個(gè)反光鏡的夾角為90度。
[0025]每排反射鏡305的光線射出方向的位置分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有一個(gè)會(huì)聚透鏡306和激光輸出單元。
[0026]該激光輸出單元為獨(dú)立的兩根光纖308。
[0027]通過(guò)調(diào)節(jié)反射鏡305將由兩個(gè)半導(dǎo)體激光器組發(fā)出的兩組平行光束分別堆疊成輪廓近似方形的光斑。最后兩光斑分別經(jīng)各自對(duì)應(yīng)的會(huì)聚透鏡306聚焦后耦合入獨(dú)立的兩根光纖308中。獨(dú)立的兩根光纖308被用膠水固定在固定架307上。
[0028]如圖2所示，將上述雙端光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器作為栗浦源應(yīng)用在激光系統(tǒng)中，該激光系統(tǒng)包括種子源101，種子源1I的輸出端按照激光的輸出方向依次連接有激光經(jīng)耦合器104、摻Y(jié)b雙包層光纖105、輸出頭106;
[0029]雙端光纖親合輸出的半導(dǎo)體激光器202與激光經(jīng)親合器104連接，雙端光纖親合輸出的半導(dǎo)體激光器202連接有一塊電源電路板203，提供電能。
[0030]本實(shí)用新型采用雙端光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器替代了兩個(gè)單端輸出半導(dǎo)體激光器，并且僅用一塊電源電路板203即可滿(mǎn)足需求。這種方案可有效減小PA栗浦源的體積、提高材料利用率、降低原材料成本和人工成本，更能適應(yīng)小功率脈沖/連續(xù)激光器朝小型化、低成本方向發(fā)展的需求。
[0031]在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“第I”、“第2”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。此外，在本實(shí)用新型的描述中，除非另有說(shuō)明，“若干個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，圖示的數(shù)量?jī)H用作示例的目的。
[0032]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本實(shí)用新型可以有各種改動(dòng)和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原理之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙端光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)，包括具有一個(gè)臺(tái)階熱沉的封裝殼體(301)，其特征在于:封裝殼體(301)的臺(tái)階熱沉上間隔一定距離焊接有若干個(gè)單管激光器芯片(302)，所述若干個(gè)單管激光器芯片(302)鏡像設(shè)置為相互平行的兩排并沿單管激光器芯片(302)出光方向錯(cuò)開(kāi)一定距離。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙端光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)，其特征在于:每個(gè)單管激光器芯片(302)的出光方向上分別與之——對(duì)應(yīng)同軸設(shè)置有快軸準(zhǔn)直透鏡(303)、慢軸準(zhǔn)直透鏡(304)和反光鏡(305)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙端光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)，其特征在于:若干個(gè)快軸準(zhǔn)直透鏡(303)、若干個(gè)慢軸準(zhǔn)直透鏡(304)和若干個(gè)反光鏡(305)均設(shè)置在兩排單管激光器芯片(302)中間的封裝殼體(301)上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙端光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)，其特征在于:每個(gè)反光鏡(305)與單管激光器芯片(302)的出光方向成45±5度角，相鄰兩個(gè)反光鏡的夾角為90±10度角。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙端光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)，其特征在于:每排反射鏡(305)的光線射出方向的位置分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有一個(gè)會(huì)聚透鏡(306)和激光輸出單J L ο6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種雙端光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于:該會(huì)聚透鏡(306)表面設(shè)置有對(duì)半導(dǎo)體激光器波長(zhǎng)高透的增透膜。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種雙端光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)，其特征在于:該激光輸出單元為獨(dú)立的兩根光纖(308)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種雙端光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器，其特征在于:所述激光輸出單元的輸出光纖上都刻有對(duì)激光器裝置波長(zhǎng)高反、半導(dǎo)體激光器波長(zhǎng)高透的光柵。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種雙端光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)，包括具有一個(gè)臺(tái)階熱沉的封裝殼體，封裝殼體的臺(tái)階熱沉上間隔一定距離焊接有若干個(gè)單管激光器芯片，所述若干個(gè)單管激光器芯片鏡像設(shè)置為相互平行的兩排并沿單管激光器芯片出光方向錯(cuò)開(kāi)一定距離，將上述雙端光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器作為泵浦源應(yīng)用在激光系統(tǒng)中，采用雙端光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器替代了兩個(gè)單端輸出半導(dǎo)體激光器,并且僅用一塊電源電路板即可滿(mǎn)足需求。因此采用該半導(dǎo)體激光器可以有效減小PA泵浦源約20%的體積、降低泵浦源約10%的成本，更能適應(yīng)小功率脈沖/連續(xù)激光器朝小型化、低成本方向發(fā)展的需求。
【IPC分類(lèi)】H01S5/04, H01S5/06, H01S5/02
【公開(kāi)號(hào)】CN205122992
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520913196
【發(fā)明人】王本平
【申請(qǐng)人】山東圣達(dá)激光科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年11月17日