[发明专利]一种空间角度合束半导体激光器及其制备工艺和合束方法

说明书

本发明涉及一种空间角度合束半导体激光器及其制备工艺和合束方法，空间角度合束半导体激光器包括壳体，安装在所述壳体内的至少一个相变冷却热忱、以及反射镜组，安装在相变冷却热忱上的若干个激光芯片，所述激光芯片上安装有准直镜组；所述反射镜组与设置在壳体上的光纤在一直线上，所述光纤和反射镜组之间设置有耦合镜，且壳体上设置有至少一组与所述相变冷却热忱连接的进口和出口。本发明公开了一种空间角度合束半导体激光器，能有效提高连续输出功率；通过反射镜组得到呈空间角度分布的光簇；利用耦合镜将空间角度分布的光簇合成一束，并通过光纤输出。

技术领域

本发明涉及激光器领域，特别涉及一种半导体激光器领域，具体涉及一种空间角度合束方法及其半导体激光器。

背景技术

当下本领域常见的半导体激光器结构主要有：水平阵列式半导体激光器、空间垂直阵列式半导体激光器、叠层阵列式半导体激光器。

水平阵列式半导体激光器（发明专利CN201510491665.1）具有各芯片温度均匀，激光单色性较好等优点，但是该结构占用空间大，不利于大规模集成。

空间台阶阵列式半导体激光器（发明专利CN201610052020.2）具有结构紧凑、便于继承等优点，但是由于该激光器采用台阶式热忱，导致各芯片温度分布不均匀，激光单色性差。且台阶式热忱难以加工冷却通道，制约了空间垂直阵列式半导体激光器向高功率化发展。

叠层阵列式半导体激光器（发明专利CN201410846317.7）解决了芯片大规模集成问题，提高了激光密度，但是由于采用的单体热忱为分层制造后封装而成，强度较低，导致不能使用先进的冷却技术，因此，该激光器冷却效果不好。只能采用脉冲输出方式，连续输出功率仍然较低。

而半导体激光器主要应用于毁伤武器或其他类型激光器的泵浦源。因此，提高连续输出功率对于半导体激光器的发展至关重要，仍是此领域的研发人员急需解决的问题之一。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种空间角度合束半导体激光器，能有效提高连续输出功率；通过反射镜组得到呈空间角度分布的光簇；利用耦合镜将空间角度分布的光簇合成一束，并通过光纤输出。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种空间角度合束半导体激光器，包括壳体1，安装在所述壳体1内的至少一个相变冷却热忱2、以及反射镜组3，安装在相变冷却热忱2上的若干个激光芯片4，所述激光芯片4上安装有准直镜组；所述反射镜组3与设置在壳体1上的光纤8在一直线上，所述光纤8和反射镜组3之间设置有耦合镜7，且壳体1上设置有至少一组与所述相变冷却热忱2连接的导入冷却气的进口11和出口12。

本发明一个较佳实施例中，每个所述准直镜组包括安装在每个激光芯片4上的至少一片FAC准直镜5，以及对应每个FAC准直镜5设置的至少一片SAC准直镜6。

本发明一个较佳实施例中，反射镜组3采用的是阵列式空间角度反射镜组，包括多片呈直线排列、且相互平行的反射镜31，每片所述反射镜31垂直设置在壳体1内。

本发明一个较佳实施例中，每片所述激光芯片4与对应的FAC准直镜5和SAC准直镜6在一直线上，且每片所述反射镜31将穿透过FAC准直镜5和SAC准直镜6的光束折射至所述耦合镜7上。

本发明一个较佳实施例中，每片激光芯片4上至少设置有一片FAC准直镜5，每片所述FAC准直镜5对应一片SAC准直镜6，每片所述SAC准直镜6对应有一片所述反射镜31。

本发明一个较佳实施例中，安装于壳体1上的一组相变冷却热忱2采用是的整体式宏通道结构，且宏通道区位于对应的激光芯片4下方。

本发明一个较佳实施例中，进口11和出口12的分别设置在壳体1的两端，且在壳体1中的进口11和出口12之间形成了用于导入冷却气的冷却通路。

具体的，本发明中的冷却气采用的是液氮。