[发明专利]用玻璃片组提高半导体激光叠阵快轴方向填充系数的装置

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术领域，特别涉及一种用玻璃片组提高半导体激光叠阵快轴方向填充系数的装置。 

背景技术

大功率二极管激光器阵列具有体积小、效率高、寿命长等优点，在工业加工中有着广泛的应用。堆叠多个Bar条可提高半导体激光器的输出功率，从而满足对二极管激光器输出功率的越来越高的要求。但受到散热的限制，堆叠多个Bar条时两个Bar条之间的周期不能太小，往往是2mm左右。并且快轴准直透镜的高度也在1.5mm以上。但快轴准直镜不能将光束的腰斑扩大到自身的高度，而只是扩大到0.4-0.5mm。所以叠阵输出的光束经过快轴准直透镜后，中间有相当多的空隙可以再容下一个叠阵的光束。 

这种情况下可以采取适当的光束耦合方法，将两个半导体激光器叠阵的光束耦合到同一光路中，以提高叠阵输出光束的平均亮度。 

本发明提高了快轴方向的填充系数，将输出功率和亮度几乎提高为原来的2倍。并且光路较为简单、经济。光路的几何关系也比较简单降低了设计难度。本技术方案对光束质量(平行度、准直性)不造成明显影响。 

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用玻璃片组提高半导体激光叠阵快轴方向填充系数的装置，其是用平行四边形玻璃片组的全反射实现光束耦合技术，对多个半导体激光器叠阵的光束进行耦合，可以提高特定光束的功率大小以及亮度大小。 

本发明提供一种用玻璃片组提高半导体激光叠阵快轴方向填充系数的装置，包括： 

一第一激光器阵列，其前端有多个二极管激光器； 

一第一快轴准直镜，其固定在第一激光器阵列的出光端； 

一第一平行四边形玻璃片，其中的相邻两边为45度，其位于第一快轴准直镜的前端，其一侧边的端面与第一快轴准直镜相对； 

一第二激光器阵列，其前端有多个二极管激光器； 

一第二快轴准直镜，其固定在第二激光器的出光端； 

一第二平行四边形玻璃片，其中的相邻两边为45度，其位于第二快轴准直镜的前端，其一侧边的端面与第二快轴准直镜相对； 

其中该第一平行四边形玻璃片和第二平行四边形玻璃片相互叠置，其远离第一快轴准直镜和第二快轴准直镜的一端对齐。 

附图说明

为进一步说明本发明的技术内容，以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明，其中： 

图1是平行四边形玻璃片组光束耦合示意图； 

图2是两个半导体激光器叠阵中每个叠阵的光束在另一个叠阵光束的发光空隙中示意图； 

图3是本发明的结构示意图； 

图4是本发明的立体结构示意图； 

图5是第一实施例示意图，其是先用平行四边形玻璃片光束耦合，再偏振耦合； 

图6是第二实施例示意图，其是先用平行四边形玻璃片光束耦合，再波长耦合； 

图7是第三实施例示意图，其是先偏振耦合，再用平行四边形玻璃片光束耦合； 

图8是第四实施例示意图，其是先波长耦合，再用平行四边形玻璃片光束耦合； 

图9是光束在平行四边形玻璃片中全反射示意图； 

图10是平行四边形玻璃片光束耦合前后光斑变化示意图。 

具体实施方式

请参阅图1、图3和图4所示，本发明一种用玻璃片组提高半导体激光叠阵快轴方向填充系数的装置，包括： 

一第一激光器阵列1，其前端有多个二极管激光器，该第一激光器阵列1为半导体激光器，波长为976nm； 

一第一快轴准直镜2，其固定在第一激光器阵列1的出光端，该第一快轴准直镜2为半圆柱体。对第一激光器阵列1发出的光进行快轴准直后，光束在快轴方向上的尺寸约为0.8mm； 

一第一平行四边形玻璃片3，其中的相邻两边为45度，其位于第一快轴准直镜2的前端，其一侧边的端面与第一快轴准直镜2相对，该第一平行四边形玻璃片3的一侧边的长度是相邻的侧边的 倍。该第一平行四边形玻璃片3采用K9玻璃制成，一个侧边长12mm，厚度为0.7mm。由图9中光束在平行四边形玻璃片中的全反射关系，可得光束的偏移量为12mm。并且由于K9玻璃对976nm的折射率为1.50784，全反射角为 

小45°； 

一第二激光器阵列1’，其前端有多个二极管激光器，该第二激光器阵列1’为半导体激光器，波长为976nm；