[实用新型]基于梯镜将多分路半导体激光耦合进单根光纤的耦合系统

说明书

一种基于梯镜将多分路半导体激光耦合进单根光纤的耦合系统，包括半导体激光器、准直透镜、梯镜、聚焦透镜和光纤；每个半导体激光器对应位置前设有准直透镜；梯镜上设有水平部和倾斜部，水平部和倾斜部交替布置，倾斜部上设有反光棱镜，倾斜部倾斜角度为44.8～45.2度，倾斜部与半导体激光器出射光方向成44.8～45.2度；准直透镜在半导体激光器和梯镜之间；聚焦透镜设在反光棱镜反光一侧，光纤入光端在聚焦透镜出光端焦点处。本实用新型具有如下的优点：结构简单，成本低廉，它不仅安装组合简单方便，还可以增加数量来提高其耦合效率高达85%以上，实现产出高功率密度激光，且省时省工。

技术领域

本实用新型涉及激光技术领域，具体涉及一种基于梯镜将多分路半导体激光耦合进单根光纤的耦合系统。

背景技术

通过光纤输出的半导体激光器具有广泛的应用领域。无论是激光手术刀、还是工业激光打标、切割或全固体激光器和光纤激光器，都需要具有良好的光束质量、高功率密度并且使用灵活的激光光源。将半导体激光器耦合入单根光纤再输出，可以满足这种需求。实现高功率密度光纤输出激光的方法有两种：一是提高单个半导体激光器的输出光功率密度；二是将多个半导体激光器芯片输出的光组合后输出。

依赖于耦合技术的改进是目前获得大功率和超大功率激光输出的主要途径。如专利申请号CN201120534542.9所述的一种将多路分立半导体激光耦合入单根光纤的耦合系统，包括多路激光器，一阶梯热沉，一聚焦透镜，一耦合光纤；所述激光器通过过渡热沉安装于所述阶梯热沉的阶梯平面上，每一所述激光器前依次设有与激光器输出光束同轴的一快轴准直透镜、一使激光器输出光束以同一方向反射至所述聚集透镜入射面的反射棱镜；每一所述激光器输出端到其对应反射棱镜出射面的光程相等；所述聚集透镜出射面后设有与其同轴的所述耦合光纤；其中，所述反射棱镜为一全反射棱镜，所述全反射棱镜的入射面或出射面为一对所述激光器输出光束进行慢轴准直的柱面。此装置，激光器通过过渡热沉安装于所述阶梯热沉的阶梯平面上，且每一所述激光器前依次设有与激光器输出光束同轴的一快轴准直透镜，结构的安装与组合复杂；同时，只使用了一阶梯热沉，所耦合的只是一个阶梯热沉上的半导体激光器芯片输出的光，虽效率有所提高，但是当数量再增多时便会因折射或反射产生过多的损耗导致耦合效率低；此外，全反射棱镜数量多导致成本高，且较难对齐中心导了致增加调试难度。

因而，现有的多分路半导体激光耦合进单根光纤的耦合系统，仍因其结构的原因存在着安装与组合复杂的不足；同时，其数量增加还会导致过多的损耗产生耦合效率低下的不足,且成本较高，调试也费时费工。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种结构简单、成本低廉的基于梯镜将多分路半导体激光耦合进单根光纤的耦合系统，它不仅安装组合简单方便，还可以增加数量来提高其耦合效率高达85％以上，实现产出高功率密度激光，且省时省工。

本实用新型的目的是通过这样的技术方案实现的，它包括半导体激光器、准直透镜、梯镜、聚焦透镜和光纤；每个半导体激光器对应位置前设有准直透镜；梯镜上设有水平部和倾斜部，水平部和倾斜部交替布置，倾斜部上设有反光棱镜，倾斜部倾斜角度为44.8～45.2度，倾斜部与半导体激光器出射光方向成44.8～45.2度；准直透镜在半导体激光器和梯镜之间；聚焦透镜设在反光棱镜反光一侧，光纤入光端在聚焦透镜出光端焦点处。

在本实用新型中，每个半导体激光器对应位置前设有准直透镜，准直透镜可分别对半导体激光器发出的光束的快轴和慢轴进行准直；梯镜倾斜部上设有反光棱镜，反光棱镜可以将光束进行反射，由于倾斜部倾斜角度为44.8～45.2度，倾斜部与半导体激光器出射光方向成44.8～45.2度；保证了光束的接近90度转角传向聚焦透镜；光纤入光端在聚焦透镜出光端焦点处，光束经聚焦透镜聚焦后耦合进光纤。

本实用新型中的半导体激光器可多层次排列布置，可以单层或多层圆形排列布置，也可以是单层或多层方形排列布置，还可以是不规则形状排列布置。