[实用新型]直角棱镜组实现大功率半导体激光列阵的光束耦合装置

权利要求书

1.直角棱镜组实现大功率半导体激光列阵的光束耦合装置，其特征在于采用直角棱镜组将两半导体激光列阵的两光束耦合：

经过快轴准直镜(3)后的两个半导体激光列阵(1)和(1’)，在x-z平面内成2α角度放置，并且两个激光器在y轴方向位置不同，位置的差等于半导体激光列阵中LD Bar(2)的间距d的一半，而LD Bar在快轴准直后的光束尺寸小于d/2，这样两激光器中每个激光器的光束都处于另一激光器的发光空隙中，在两光束相遇处交替方向放置直角棱镜组(4)和(4’)，每个直角棱镜的厚度等于d/2，并且直角棱镜组(4)与半导体激光列阵(1)的光耦合；

该光束耦合装置还可以与偏振耦合、波长耦合相结合使用，分为组成以下四种结构类型：

先直角棱镜组光束耦合、再偏振耦合，

先直角棱镜组光束耦合、再波长耦合，

先偏振耦合、再直角棱镜组光束耦合，

先波长耦合，再直角棱镜组光束耦合。

2.按照权利要求1所述的直角棱镜组实现大功率半导体激光列阵的光束耦合装置，其特征在于先直角棱镜组光束耦合、再偏振耦合：

使用两个完全相同的直角棱镜组光束耦合模块(5)和直角棱镜组光束耦合模块(5’)，输出光束传播方向相垂直，在直角棱镜组光束耦合模块(5’)的光束前面放一半波片(6)，使半波片(6)的光轴与直角棱镜组光束耦合模块(5’)光束的偏振方向成45°，这样直角棱镜组光束耦合模块(5’)光束的偏振方向就旋转了90°，直角棱镜组光束耦合模块(5)与直角棱镜组光束耦合模块(5’)的光束偏振方向相垂直，在两光束相交处放一偏振选择元件(7)，最后用柱透镜(8)和球透镜(9)聚焦得到小光斑。

3.按照权利要求1所述的直角棱镜组实现大功率半导体激光列阵的光束耦合装置，其特征在于先直角棱镜组光束耦合、再波长耦合：

使用两个只有波长不同的直角棱镜组光束耦合模块(10)和(10’)，直角棱镜组光束耦合模块(10)中半导体激光列阵的发光波长为λ₁，直角棱镜组光束耦合模块(10’)的波长λ₂，它们的输出光束传播方向相垂直，在两光束相交处放一波长选择元件(11)，由柱透镜(8)和球透镜(9)聚焦得到小光斑。

4.按照权利要求1所述的直角棱镜组实现大功率半导体激光列阵的光束耦合装置，其特征在于先偏振耦合、再直角棱镜组光束耦合：

用两个完全相同的经过快轴准直半导体激光列阵(14)和(14’)，组成偏振耦合模块(12)，在偏振耦合模块(12)中两激光器的光束相互垂直，并且在y轴方向处于同一高度，其中一个激光器的前面放置半波片(6)，使半波片(6)的光轴与该激光器光束的偏振方向成45°，这样光束的偏振方向就旋转了90°，两激光器的光束偏振方向相垂直，在两光束相交处放一偏振选择元件(7)，最终两光束合在一起，两半导体激光列阵(1)和(1’)分别用两个相同的偏振耦合模块(12)和(12’)替代，并且使替代后偏振耦合模块(12)和(12’)的输出光束位置与两激光列阵(1)和(1’)的光束位置相同，同样得到了小光斑。

5.按照权利要求1所述的半导体直角棱镜组实现大功率半导光列阵的光束耦合装置，其特征在于先波长耦合、再直角棱镜组光束耦合：

用一个波长为λ₁的经过快轴准直的半导体激光列阵和一个波长为λ₂的经过快轴准直半导体激光列阵，组成波长耦合模块(13)，在波长耦合模块(13)中波长为λ₁激光器的光束与波长为λ₂激光器的光束相垂直，并且在同一高度，在两光束相交处放一波长选择元件(11)，将两半导体激光列阵(1)和(1’)用完全相同的波长耦合模块(13)和(13’)替代，并且使替代后波长耦合模块(13)和(13’)的输出光束位置与两半导体激光列阵(1)和(1’)的光束位置相同，形成先波长耦合、再直角棱镜组光束耦合的结构。