[发明专利]一种半导体激光器侧面泵浦系统

说明书

本发明提出一种半导体激光器侧面泵浦系统，结构紧凑、所占径向空间较小，并避免了因半导体激光器之间激光对射而导致损伤的问题。该半导体激光器侧面泵浦系统，包括晶体棒和至少一个半导体激光器，所述半导体激光器的出光方向平行于晶体棒，每一个半导体激光器的出光方向上单独设置有尺寸相适配的全反射组件，发出的光经过全反射组件发生光路偏折后进入晶体棒。

技术领域

本发明涉及一种高功率半导体激光器光学系统。

背景技术

半导体激光器作为全固态激光器的泵浦源，是组成全固态激光器的核心部件。目前，国内外常用的半导体激光器侧面泵浦固体激光器模块结构为半导体激光器呈正三角、正五角、正七角均匀分布于晶体棒的周围，比如中国专利“CN201310002609.8-一种半导体激光器侧泵模块”中图2a所公开的正三角形侧泵结构，图3a所公开的正五角星侧泵结构，均是本领域常用的侧面泵浦结构。这种结构存在以下几种缺陷：

1、占用的径向空间较大，装配复杂，对半导体激光器安装位置要求高，且不易拆卸和更换半导体激光器bar条，拆卸后再安装容易产生机械安装偏差。

2、由于半导体激光器直接照射晶体棒，且半导体激光器的环形排布结构易造成半导体激光器之间的激光对射，部分激光在环形泵浦模块空间内发生激光二次反射，导致半导体激光器受到损伤，降低了寿命。

发明内容

本发明提出一种半导体激光器侧面泵浦系统，结构紧凑、所占径向空间较小，并避免了因半导体激光器之间激光对射而导致损伤的问题。

本发明的解决方案如下：

该半导体激光器侧面泵浦系统，包括晶体棒和至少一个半导体激光器，其特征在于：所述半导体激光器的出光方向平行于晶体棒，每一个半导体激光器的出光方向上单独设置有尺寸相适配的全反射组件，发出的光经过全反射组件发生光路偏折后进入晶体棒。

这里的尺寸相适配，主要是强调全反射组件在晶体棒周向上所占空间只需满足对半导体激光器出光的全反射即可，即全反射组件和半导体激光器在晶体棒上的投影宽度相当。

全反射组件可设计不同的型式，对于透光的光学器件，发出的光可能经过一次全反射，也可能经过两次以上的全反射，总之最终光路都发生了偏折后进入晶体棒。

在以上方案的基础上，本发明还进一步作了如下重要优化：

所述半导体激光器均沿其快轴方向围绕晶体棒排列，半导体激光器在晶体棒外周竖立的方向为慢轴方向。除此之外，也可以使半导体激光器“平放”。

所述全反射组件为透光的光学器件，至少具有一个反射面和两个透射面，半导体激光器发出的光从其中一个透射面进入，经反射面全反射后最终从另一个透射面出射进入晶体棒；或者，所述全反射组件为反射镜，半导体激光器发出的光经反射镜直接反射后进入晶体棒。

所述透光的光学器件整体为平板型，反射面为平面或者阶梯型，入射面设置在半导体激光器的出光位置，出射面设置在晶体棒表面，平板两侧面镀有反射膜以防止侧面漏光。

另外，透光的光学器件也可改为反射镜，其反射面为平面、凸面或者凹面，反射镜与半导体激光器出光端之间还设置有快轴准直镜。由于半导体激光器通常快轴发散角较大，全反射组件为反射镜时，有必要加快轴准直镜。

多个半导体激光器及其全反射组件环绕晶体棒排布。

多个半导体激光器整体设置于晶体棒的一端，或者分为两部分分别位于晶体棒的两端。

位于晶体棒的两端的两部分半导体激光器及其全反射组件插空排列。

在环形排布的一圈半导体激光器及其全反射组件的外围，还扩展有第二圈半导体激光器及其全反射组件。第二圈与第一圈位置无需严格的对应关系，第二圈与第一圈也可插空排列。