[发明专利]一种单组大功率光纤耦合半导体激光器封装结构与应用

权利要求书

1.一种单组大功率光纤耦合半导体激光器封装结构，其特征在于，包括壳体、单组多台阶热沉、激光器芯片模块、快轴准直透镜、慢轴准直透镜、反射镜、固定座和光纤耦合器，其中：

所述单组多台阶热沉安装于壳体一侧，单组多台阶热沉的台阶上安装有激光器芯片模块，激光器芯片模块发光一侧安装快轴准直透镜，快轴准直透镜透光一侧对应位置的壳体上安装有慢轴准直透镜；

所述快轴准直透镜透光一侧的壳体上斜放反射镜，反射镜与快轴准直透镜成一定夹角，光纤耦合器通过固定座安装于反射镜反光一侧的壳体上，反射镜将光束反射进光纤耦合器。

2.如权利要求1所述的单组大功率光纤耦合半导体激光器封装结构，其特征在于，反射镜与快轴准直透镜成45°夹角。

3.如权利要求1所述的单组大功率光纤耦合半导体激光器封装结构，其特征在于，单组多台阶热沉的台阶至少设置2个，激光器芯片模块至少设置2个。

4.如权利要求1所述的单组大功率光纤耦合半导体激光器封装结构，其特征在于，激光器芯片模块为宽发射面大功率半导体激光器，发光区宽度为95um、190um或390um，波长为808nm、885nm、888nm、915nm、940nm或976nm。

5.如权利要求1所述的单组大功率光纤耦合半导体激光器封装结构，其特征在于，快轴准直透镜为非球面柱状透镜，形状为半圆柱体，S1面为曲面，S2面为平面，快轴准直透镜通过S2面安装于激光器芯片模块，快轴准直剩余发散角≤5mrad，S1、S2两面镀AR膜，透射率≥99.5％@785-985nm，激光损伤阈值：≥15KW/cm^2。

6.如权利要求5所述的单组大功率光纤耦合半导体激光器封装结构，其特征在于，慢轴准直透镜为球面柱状透镜，形状为长方体，S1一面设置为曲面，S1面对面的平面为S2面，慢轴准直剩余发散角≤15mrad，S1、S2两面镀AR膜，透射率≥99.5％@785-985nm，入射角AOI＝0-12.5Deg，激光损伤阈值≥10KW/cm^2。

7.如权利要求6所述的单组大功率光纤耦合半导体激光器封装结构，其特征在于，反射镜为45度高反射率镜，反射率≥99％，S面为不透光平面，S面不透射，全反射，S面镀膜，反射率AR≥99％@780-900nm，反射率BR≥99％@900-1000nm，入射角AOI＝45+/-5Deg，激光损伤阈值：≥10KW/cm^2。

8.如权利要求1所述的单组大功率光纤耦合半导体激光器封装结构，其特征在于，单组多台阶热沉的台阶上设置有引流槽，激光器芯片模块烧结于单组多台阶热沉上时，溢出的部分焊料会随引流槽排至下方热沉处，避免腔面发光区污染，影响后续快轴准直。

9.一种如权利要求1所述的单组大功率光纤耦合半导体激光器封装结构的应用，其特征在于，步骤如下：

单组多台阶热沉上的多个激光器芯片模块发出的光束依次经过快轴准直透镜和慢轴准直透镜，对光束进行快轴和慢轴的准直工艺，反射镜将准直后的光束交叉合并，形成一个近似方形光斑，最终由光纤耦合器3耦合至光纤中输出。