[发明专利]一种双光束激光输出装置

说明书

技术领域

本发明属于半导体激光器领域，涉及一种双光束激光输出装置。

背景技术

半导体激光器核心部件为激光二极管，是用半导体材料作为工作物质的激光器。其工作原理是通过一定的激励方式，在半导体物质的能带（导带与价带）之间，或者半导体物质的能带与杂质（受主或施主）能级之间，实现非平衡载流子的粒子数反转，当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时，便产生受激发射作用。电注入式半导体激光器，一般是由砷化镓（GaAs）、硫化镉（CdS）、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等材料制成的半导体面结型二极管，沿正向偏压注入电流进行激励，在结平面区域产生受激发射。

为了使激光二极管可靠稳定的工作，需要将其与其他器件做一定的封装，主要有圆柱型（Transistor Outline; TO ）、双排线型(Dual-in-Line Package;DIP)和蝶形(Butterfly)三种封装模式。

常规半导体激光器只能输出单束激光，若系统需要双束激光，则必须安装两套激光器及其驱动电路。随着激光光谱测量技术的发展，对双光束激光输出装置提出了需求，同时还要求激光输出装置的体积越来越小，因此有必要对此进行改进。

因此传统使用两套独立激光器的系统面临挑战，本发明提供了一种可以双光束激光输出的装置，在使用一个封装侧壳体的情况下，提供双束激光输出，显著减小了系统的体积，增加了系统的可靠性和灵活性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的缺点和不足，而提供一种双光束激光输出装置，在使用一个封装体的情况下，提供双束激光输出，显著减小了系统的体积，增加了系统的可靠性和灵活性。

为实现上述目的，本发明的技术方案是包括有激光二极管和基座，基座上设置有热电制冷片，该热电制冷片上表面固定有光波长锁定器，所述的激光二极管设置于光波长锁定器内部，沿着激光二极管发射面的激光发射方向的光路上依次设置有准直透镜和半反半透镜，其中半反半透镜的直接出射光路上还依次设置光路连接的第一耦合透镜和第一输出光纤，半反半透镜的直接出射光路的反射光路上还依次设置有光路连接的全反镜、第二耦合透镜和第二输出光纤，在热电制冷片的上方安装有两个温度传感器，该两个温度传感器为负温度系数热敏电阻，分别为前端热敏电阻和后端热敏电阻，其中，前端热敏电阻安装于第一耦合透镜和第二耦合透镜中间，后端热敏电阻安装于光波长锁定的下侧且靠近激光二极管的位置，所述的温度传感器连接有温度控制器，该温度控制器与热电制冷片控制连接。

通过本设置，激光二极管工作参数受温度影响较大，因此需要使用热电制冷片控制温度，热电制冷片上装有两个温度传感器，安装在靠近激光二极管位置的称为后端温度传感器，靠近耦合透镜位置的称为前端温度传感器，温度传感器与热电制冷片形成温度控制环路，经由外部控制电路的驱动即可实现温度的控制。

进一步设置是所述半透半反镜与入射激光呈45度角，全反镜镜面与半透半反镜的反射面平行放置，所述的全反镜为45度全反镜，该45度全反镜的出射光路与准直透镜的直接出射光路相互平行。

进一步设置是还包括有封装体，所述的封装体包括有封装侧壳体和封装于封装侧壳体上方开口端的上盖，该封装侧壳体的下端固定连接于基座上。

通过本设置，外部控制电路通过电气接口与本装置互联，装置内部的电气信号都连接到电气接口，电气接口密封安装在装置的外壳后部。整个内部装置由上盖密封，使内部形成密闭控制，防止外部微小颗粒或水分对内部光路的影响。本发明实现了单封装侧壳体双束激光的稳定输出，可用于双通道激光光谱测量系统。

进一步设置是所述基座、封装侧壳体与上盖的内表面做黑色阳极氧化处理。通过本设置可吸收杂散光。

进一步设置是所述基座底面平整光滑，四角带有固定孔。

进一步设置是所述热电制冷片为双向电流控制型，通过控制通过电流的方向实现制冷或加热，提高温度控制准确性。

进一步设置是所述激光二极管为采用中心波长为785nm的激光二极管。

进一步设置是还包括有设置于封装侧壳体前端的第一光纤固定座和第二光纤固定座，所述的第一输出光纤设置于第一光纤固定座，所述第二光纤固定座设置于第二光纤固定座。

本发明将激光二极管发射的激光通过半透半反镜，得到两束强度相同的激光后一束直接耦合进输出光纤，另一束经全反镜反射后耦合进输出光纤，实现了在一个封装侧壳体中输出双束激光，简化了双光束激光产生系统的复杂性，减小了系统体积，满足双光束采集系统对激光器的需求。

附图说明