[发明专利]一种半导体激光器准直透镜制作装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种准直透镜制作装置，特别涉及能够改变准直透镜的面形并能够实时检测半导体激光器出射光束准直状态的半导体激光器准直透镜制作装置。

背景技术

半导体激光器作为一种小型高可靠性的光源，具有体积小、重量轻、寿命长、功耗低、可直接调制等优点，因此广泛应用在光通讯、光存储、激光加工、激光手术等领域。

但是，半导体激光器由于其特殊的有源区波导结构，其出射光束在平行于结平面的发散角在10°-20°范围，而垂直于结平面的发散角在30°-60°范围，因此，其发出的激光波面不是平面波，也不是球面波，而是像散椭圆高斯光束，其出射光束的截面是椭圆。这就给半导体激光器的准直带来了困难，必须分别对两个方向上的光束进行准直。

目前常见的半导体激光器准直方法主要有球面单透镜法、组合球面透镜法、组合柱面透镜法等等。球面单透镜法是采用单个球面透镜对半导体激光器出射光束进行准直，由于只有单个透镜，使准直系统体积小、重量轻、装调方便，且反射面较少，光束能量利用率较高；但是球面单透镜无法实现对两个方向上光束的同时准直，因此得到的光束仍然是椭圆形，准直效果差。组合球面透镜法是采用两片或两片以上的球面透镜，每片或每组透镜分别对垂直于结(快轴)方向和平行于结(慢轴)方向的光束进行准直；这种方法可以实现对两方向光束的同时准直，能得到圆形截面的出射光束。组合柱面透镜法的原理与组合球面透镜法类似，柱面透镜1和柱面透镜2正交放置，利用柱面透镜1准直快轴方向光束，柱面透镜2准直慢轴方向光束，由于柱面镜或光楔类元件在一个方向的放大率为1，而另一个方向的放大率具有增大或减小的效果，因此与球面组合透镜法相比，装调较为方便，能得到较好的光束准直效果。例如中国专利公开号CN1553243，公开日2004年12月08日，名称为“采用微透镜阵列对实现大功率半导体激光束准直的方法”的专利，该发明涉及一种采用微透镜阵列对实现大功率半导体激光束准直的方法，正交连续微透镜中的两柱面微透镜分别对垂直结方向(快轴方向)和平行结方向(慢轴方向)的光束进行准直。快轴方向采用单一柱面镜实现准直；慢轴方向采用多个柱面透镜排列起来形成线阵，每一个微透镜和一个发光区一一对应，分别对每一个发光区的光束进行准直。该发明实现了对大功率半导激光器光束的准直和消像散，从而得到能量集中，发散角小，准直度高的激光光束。该发明所涉及的半导体激光器准直方法就属于组合柱面透镜法。

该方法的不足之处在于：采用多片透镜组合的方式，体积较大，重量较重，成本较高，多片透镜的安装调试困难，且光束能量在光学面上的反射及光学元件对能量的吸收随着透镜数量的增多而增大，因此能量利用率较低。而且，在实际生产中，每个半导体激光器产品的发散角参数不可能完全一样，总是存在误差，因此用同一参数的准直系统不能最好地实现对每个半导体激光器的准直，不能为每个半导体激光器量身定做准直系统。

发明内容

为了解决现有半导体激光器准直透镜或透镜组体积大、成本高、装调困难、能量利用率不高等问题，本发明提供一种工艺简单、体积小、制造成本低、免装调，能量利用率高，且能为每个半导体激光器量身定做准直透镜的一种半导体激光器准直透镜制作装置。

实现上述目的的结构设计方案是这样的：

一种半导体激光器准直透镜制作装置包括主框架、二维微调台1、环形紫外光源2、电极6、注射器14、光斑检测摄像机8和面形检测光路；

所述主框架由底部的方形底板16，左部的左侧板9，后部的后侧板10组成，左侧板9下部设有反光镜孔；主框架中部设有二维微调台1，二维微调台1上设有环形紫外光源2，二维微调台1中部设有半导体激光器3，半导体激光器3位于环形紫外光源2中央，半导体激光器3的出光窗口位于顶面，准直透镜4位于半导体激光器3的出光窗口；

所述环形紫外光源2环壁下部均布设有两个以上的门形缺口，环壁内侧面均布设有三个以上紫外发光二极管；左侧板9的反光镜孔位于环形紫外光源2环壁下部左侧的门形缺口处，

所述二维微调台1右部设有白光光源15，白光光源15位于环形紫外光源2环壁下部右侧的门形缺口处，与白光光源15对应在左侧板9的反光镜孔外侧设有反光镜5，反光镜5的上方设有镜头17，镜头17连接着面形检测摄像机18，面形检测摄像机18安装在左侧板9外侧上部；

所述面形检测光路由所述的白光光源15、反光镜5、镜头17和面形检测摄像机18组成，且白光光源15、反光镜5、镜头17和面形检测摄像机18的光轴位于同一个垂直面内；