[实用新型]一种插空排列合束的高功率半导体激光器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高功率半导体激光器。

背景技术

高功率半导体激光器，包括单芯片、阵列和叠阵型激光器，在抽运固体激光器系统方面的用途不断增加，可用于工业、军事、医疗和直接的材料处理如焊接、切割和表面处理。随着激光器功率、效率、可靠性、制造力的提高，大功率半导体激光器涌现出了许多新的用途。

为了实现半导体激光器的高功率输出，一般采用多个激光器合束方法来实现。目前比较常用的合束方法主要有两种：

第一种是多波长合束方法，为了达到功率合成，可以通过镀制分光膜来实现，原理简单，实现容易，但这是针对输出的波长宽度很宽的情况下使用，对同一种波长或范围很窄的波段范围输出要求就有局限性。

第二种是PBS合束方法，用于同一种或不同波长的输出光，利用芯片偏振态的不同，镀制PBS合束膜来实现功率合束。但这种方法费用比较高，光斑尺寸会不均匀，器件的体积大，不利于产业化。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种方法简单、结构紧凑、成本低廉的高功率半导体激光器，其解决了现有叠阵型激光器合束方法应用范围有限、成本高的技术问题。

本实用新型的技术解决方案是：

一种半导体激光器插空排列合束方法，包括第一半导体激光器叠阵、第二半导体激光器叠阵、合束装置；所述的第一半导体激光器叠阵的多个巴条发出多个第一激光束与第二半导体激光器叠阵的多个巴条发出多个第二激光束在空间上相互插空对应；所述多个第一激光束和所述多个第二激光束经合束装置分别反射和透射后进行插空排列形成合束光。这样，所形成的合束光的光斑大小与一个半导体激光器叠阵所形成的光斑相当。

根据上述半导体激光器插空排列合束方法可设计得到多种高功率半导体激光器。

第一种插空排列合束的高功率半导体激光器，包括可发出多个第一激光束的第一半导体激光器叠阵、可发出多个第二激光束的第二半导体激光器叠阵、用于将多个第一激光束和多个第二激光束进行相互插空排列合束的合束装置；所述合束装置包括间隔排列的多个反射片，这些反射片与所述多个第一激光束一一对应，这些反射片之间均为空隙并与所述多个第二激光束一一对应。

第二种插空排列合束的高功率半导体激光器，包括可发出多个第一激光束的第一半导体激光器叠阵、可发出多个第二激光束的第二半导体激光器叠阵、用于将多个第一激光束和多个第二激光束进行相互插空排列合束的合束装置；所述的合束装置包括多个反射部件和多个透射部件，反射部件与透射部件相间排列，这些反射部件与所述多个第一激光束一一对应，这些透射部件与所述多个第二激光束一一对应。

第三种插空排列合束的高功率半导体激光器，包括可发出多个第一激光束的第一半导体激光器叠阵、可发出多个第二激光束的第二半导体激光器叠阵、用于将多个第一激光束和多个第二激光束进行相互插空排列合束的合束装置；所述合束装置为合束元件，合束元件上设置有间隔排列的多个反射区，这些反射区与所述多个第一激光束一一对应，这些反射区之间均为空隙并与所述多个第二激光束一一对应。反射区的具体结构可以采用在介质上镀反射膜的形式。

第四种插空排列合束的高功率半导体激光器，包括可发出多个第一激光束的第一半导体激光器叠阵、可发出多个第二激光束的第二半导体激光器叠阵、用于将多个第一激光束和多个第二激光束进行相互插空排列合束的合束装置；所述合束装置为合束元件，所述合束元件上设置有多个反射区和多个透射区，反射区与透射区相间排列，这些反射区与所述多个第一激光束一一对应，这些透射区与所述多个第二激光束一一对应。反射区的具体结构可以采用在介质上镀反射膜的形式。

本实用新型具有的优点：

1、本实用新型采用相间隔插空排列合束，因此第一半导体激光器叠阵与第二半导体激光器叠阵近乎处于一个高度，所以本实用新型高功率半导体激光器具有结构紧凑、体积小的优点。

2、本实用新型输出的激光光束进行相间隔插空排列合束，使光斑均匀化，光斑大小近似于一个叠阵的大小，由于光束满足拉格朗日不变量的原则，因此光斑尺寸变小，光束质量好。

3、本实用新型半导体激光器只运用了反射原理，因此制造成本低。

4、在体积和光斑大小的限制下，为了达到更大功率的输出，本实用新型利用两个叠阵之间的空隙，使叠阵在排列时利用插空排列的方法，再经过镀膜的合束片，而达到高功率合束。

5、易于调整。因为只是利用反射和透射的原理，因此，只需调整装置的反射角度即可。

附图说明

图1为本实用新型的工作原理图；