[发明专利]一种多波长合波光源装置及其制造方法

说明书

本发明涉及一种多波长合波光源装置，包括基板和与所述基板相适配的盖板；所述基板上设有N个半导体激光器、N个耦合透镜、N对1熔融拉锥光纤和准直透镜，其中N≥2。激光从半导体激光器发出，经耦合透镜耦合进熔融拉锥光纤入光侧，合波后从熔融拉锥光纤出光侧输出，再经过准直透镜输出。本发明还提供了多波长合波光源装置的制造方法。本发明的一种多波长合波光源装置，整个光源模块结构紧凑，器件体积小，适用于多种可传到显示器件中。

技术领域

本发明涉及光机技术领域，具体涉及一种多波长合波光源装置及其制造方法。

背景技术

激光因其方向性、单色性、高能量等优点，在光纤通讯,汽车加工，生物医疗，可穿戴设备等方面有了广泛应用。近年来，随着微型投影仪技术、VR(虚拟现实)、AR(增强现实)等可穿戴设备技术的发展，结构紧凑、轻便化的微型激光光源的需求被扩大。在激光显示中一般利用RGB三基色光源进行合波，最后通过一个端口实现各种色光输出。目前市场上主流合波器包括空间光合波器、光纤熔融拉锥合波器、光波导合波器等。但存在耦合难度高，体积较大，损耗大等问题。目前的三基色激光器多采用半导体激光器，其在一般空气环境中极易产生不可逆损伤，并且工作时产生大量热也会损伤激光器，因此一般采用密封封装，这极大的增加了器件的体积及耦合难度。

专利CN206818927U中公开了一种高功率光纤合束器的封装结构，通过将拉锥光纤放置在带有凹槽的金属板中提高光纤的散热效果，但并未解决激光到光纤难以耦合的难题；专利CN206002784U中利用X棱镜同样使不同激光器光束最终合成一束达到合光效果，此种空间光合束的方法系统结构非常复杂，且体积较大。

发明内容

本发明针对目前集成激光光源合光效率低、器件结构复杂体积大、生产效率低的缺陷，发明一种多波长合波光源模块，极大地减小了器件尺寸，简化了生产流程，为微型激光光源的批量化生产提供了可靠方案。

为达到上述发明的目的，本发明的一种多波长合波光源装置，包括基板和与所述基板相适配的盖板；所述基板上设有N个半导体激光器、N个耦合透镜、N对1熔融拉锥光纤和准直透镜，其中N≥2；

所述耦合透镜位于所述半导体激光器与N对1所述熔融拉锥光纤之间；所述半导体激光器的发光点、耦合透镜的中心点和熔融拉锥光纤的入光侧中心点处于同一水平轴上；所述拉锥光纤的入光侧中心位置和出光侧中心位置分别在耦合透镜及准直透镜焦点处；

所述基板上包括激光器凹槽、耦合透镜V槽、输入端V槽、光纤过渡区凹槽、输出端V槽和准直透镜V槽；所述激光器凹槽用于放置N个半导体激光器；所述耦合透镜V槽用于放置N个耦合透镜；所述输出端V槽用于固定N对1熔融拉锥光纤的N个输出端；所述输出端V槽用于固定N对1熔融拉锥光纤的的输出端；所述光纤过渡区凹槽用于固定N对1熔融拉锥光纤的剩余部分；所述准直透镜V槽用于安装准直透镜。

优选地，所述激光器凹槽的数量为1个或N个。

优选地，N个所述半导体激光器成一列等间距或不等间距固定在基板上，考虑器件整体尺寸及激光器最小焊接间隔，可按照最小间隔排列。

优选地，N个所述半导体激光器成放射状等角度固定在基板上，半导体激光器摆放位置及角度没有特定规定，只要使激光入射方向与入射光纤同轴，保证激光能耦合进光纤即可。考虑到光纤弯曲损耗，放射状摆放能增大光纤弯半径，减小损耗。

优选地，所述基板的材质为石英或硅。

优选地，所述耦合透镜为非球面透镜、胶合透镜，微透镜阵列或自聚焦透镜。

优选地，不同所述点光源模块上的半导体激光器发出的激光波长相同或不同，都是为了满足使用需求，相同波长用来增加功率，不同波长激光可以消散斑或其它作用。比如医疗中不同波长激光有不同应用，红色激光可用于杀死癌细胞，而绿色激光可以用于凝血块粉碎。

优选地，所述熔融拉锥光纤为阶跃光纤、渐变折射率光纤、抗弯曲光纤或光子晶体光纤。