[发明专利]一种半导体激光合束技术

权利要求书

1.一种光纤耦合器，其特征在于：裸光纤包层外表面垂直于光纤光轴刻蚀与波长相当的一列凹槽，构成光纤耦合器[1]，半导体激光器[2]的快轴与光纤耦合器[1]纤芯光轴同向，半导体激光器[2]发光面靠近光纤耦合器[1]，激光经裸光纤包层外表面光栅衍射进入光纤耦合器[1]的纤芯，半导体激光器[2]输出椭圆形激光光斑耦合进入光纤耦合器[1]，从光纤耦合器[1]的两端面输出。

2.一种激光耦合单元，其特征在于：包括光纤耦合器[1]、全反射腔[3]，光纤耦合器[1]顺着全反射腔[3]的纵向放置其中，所述全反射腔[3]由半导体激光器[2]发光面的非发光区均为全反射表面和全反射槽[4]构成全反射腔[3]，全反射腔[3]的全反射表面将穿过光纤耦合器[1]的激光再次反射进入光纤耦合器[1]，光纤耦合器[1]和全反射腔[3]构成一个激光耦合单元[5]，同一激光器输出激光经过不同路径耦合进入光纤纤芯传输，在光纤耦合器[1]的两个输出端，其光程随机分布，有效的缩短了激光的相干长度，减缓了远场光斑的瞬时散斑且均匀化，实现了半导体激光光束整形，稳定了激光指向，提高了激光耦合效率。

3.一种激光耦合组件，包括若干个激光耦合单元[5]，所述激光耦合单元[5]的光纤耦合器[1]纤芯同向阵列排布，且所有相同长度的光纤耦合器[1]的两个输出端首尾并列与一根光纤熔接合束，构成激光耦合组件[6]，半导体激光巴条的每个激光发光点对齐靠近光纤耦合器[1]，所有输出激光的快轴与光纤耦合器[1]纤芯光轴同轴，对于脉冲激光将输出两个与光纤耦合器[1]位置有关的时序关联激光脉冲。

4.一种激光耦合柱，包括激光耦合管[7]、光纤耦合链[8]、半导体激光巴条叠阵[9]、冷却系统[10]，所述激光耦合管[7]的管壁的曲率半径不小于光纤耦合器[1]的最小弯曲半径，全反射槽[4]环绕分布于激光耦合管[7]的外侧壁上，所述光纤耦合链[8]由若干个光纤耦合器[1]首尾熔接串联构成，放置于全反射槽[4]内，光纤耦合链[8]的两个输出端首尾并列与一根光纤熔接合束，合束激光从一根光纤输出；若干个全反射槽[4]并列环绕分布于激光耦合管[7]的外侧壁上，且相邻全反射槽[4]的间距与激光巴条上的激光发光点间距相等，所述激光耦合管[7]的外侧壁上还有若干个激光巴条叠阵激光组件的固定安装支架，使激光巴条叠阵组件上的激光发射点与全反射槽[4]内的光纤耦合链[8]上的光纤耦合器[1]对齐，所有光纤耦合链[8]长度相等，且所有光纤耦合链[8]的两个输出端首尾并列与一根光纤熔接，所有激光从一根光纤输出，经过准直获得高的功率光束质量比，所述冷却系统[10]用于冷却激光耦合管[7]，优选采用风冷，确保激光耦合柱的温度稳定工作状态。

5.根据权利要求4所述一种激光耦合柱，还包括一种脉冲激光解码方法，一个脉冲激光f_0xi输入光纤耦合链[8]，其中i＝1，2，3……，输出的两个与光纤耦合器[1]位置Xi有关的时序关联激光脉冲，经准直传输到激光接收系统，激光接收系统采用与光纤耦合链[8]长度和位置Xi相关的延时叠加方法解码识别，光电探测系统测量得到f_xi(t)，f_xi(t-ti)两个脉冲信号，获得接收激光脉冲信号F_xi＝f_xi(t)+f_xi(t-ti)，其中：t_i＝n(L-2x_i)/c，n是光纤耦合器[1]纤芯材料折射率，c是光速。

6.根据权利要求4所述一种激光耦合柱，还包括一种脉冲激光编码方法，采用调制光纤耦合链[8]中若干个光纤耦合器[1]的位置Xi对应激光电源触发时序t_i，对脉冲激光输出进行编码，大量半导体激光器合束使得合束激光的传输信号的载波带宽得到拓展。