[发明专利]一种半导体光纤耦合激光器及光纤激光器

说明书

本发明公开了一种半导体光纤耦合激光器及光纤激光器。其中，半导体光纤耦合激光器包括光模块、冷板和盖板，采用冷板直接泵浦（DPoC）技术和一板多泵（MPoC）技术由所述盖板与所述冷板形成对所述光模块的封装，取消常规泵浦模块的管壳封装结构，降低半导体光纤耦合激光器成本、重量和体积，同时缩短半导体激光单管的传热路径，有效降低半导体激光单管结温，提升了激光器可靠性和寿命，实现半导体光纤耦合激光器的高集成化和高功率输出；光纤激光器以使用DPoC技术和MPoC技术的半导体光纤耦合激光器作为泵浦源，同时将有源光纤盘绕在冷板上，借助冷板对有源光纤进行散热，大幅减小光纤激光器的成本、重量和体积，实现光纤激光器的高集成化和高功率输出。

技术领域

本发明属于激光技术领域，具体涉及一种半导体光纤耦合激光器及光纤激光器。

背景技术

激光具有光束质量好、效率高、稳定性高等优点，被广泛应用于激光光纤通讯、激光空间远距通讯、激光雕刻、激光打标、汽车制造等领域。其中，光纤激光器一般由多个半导体激光泵浦源通过光纤合束泵浦有源光纤以获得高功率输出。

结合图1和图2所示，目前的多泵浦组件10包括冷板102以及固定在冷板102上的多个半导体激光泵浦源101，而常规半导体激光泵浦源101通常采用带阶梯结构的管壳1011对COS（Chip On Submount）模块、光路列阵、电极、光纤支架和尾纤进行独立封装处理。这样，在多泵浦组件工作过程中，半导体激光泵浦源中COS模块产生的热量通过管壳传递至冷板，再利用冷板进行散热降温处理。

然而，半导体激光泵浦源使用的管壳多采用铜合金制作，加工费时，而且当前对管壳底板外表面采用全部镀金的处理方式，包括对非关键面的镀金，由此导致镀金浪费，增加成本。同时，当前使用的管壳底板增大了半导体芯片传热路径及热阻，不利于泵浦源模块散热。

另外，在高功率输出光纤激光器由多个半导体激光泵浦源通过光纤合束实现的情况下，由于单个半导体激光泵浦源依然使用传统阶梯管壳底板，导致高功率输出光纤激光器整体的高重量，高成本，高热阻，体积过大问题加剧，并且多个泵浦源独立设计及封装，集成度较低。同时，光纤激光器高功率输出导致光纤发热量上升，因此必须为光纤提供热沉以增大光纤、特别是发热量较大的增益光纤的散热面积。这些问题共同造成高功率光纤激光器重量大、体积大、成本高。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种半导体光纤耦合激光器及光纤激光器，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。采用冷板直接泵浦技术（Direct Pump onColdplate，称:DPoC）和一板多泵技术（Multiple Pump one Coldplate,称:MPoC），取消常规半导体激光泵浦源中所使用的管壳，在同一冷板上直接设置多个光模块，并且借助盖板和冷板直接形成对光模块的封装，降低半导体光纤耦合激光器成本、重量和体积，同时缩短半导体激光单管的传热路径，有效降低半导体激光单管结温，提升了激光器可靠性和寿命；光纤激光器以使用DPoC技术和MPoC技术的半导体光纤耦合激光器作为泵浦源，同时将有源光纤盘绕在冷板上，为有源光纤提供可靠散热，从而达到减小光纤激光器成本、重量和体积的目的，实现了激光器高集成化和高功率输出。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种半导体光纤耦合激光器，包括光模块、冷板和盖板；所述光模块具有均与所述冷板连接的COS模块、光路列阵、电极、尾纤和光纤支架；所述盖板与所述冷板连接，并且所述盖板与所述冷板形成对所述光模块的封装。

可选的，所述COS模块直接设置于所述冷板的表面。

可选的，所述光模块包括导热部件，所述COS模块通过所述导热部件与所述冷板连接。

可选的，所述导热部件采用铜、钨铜、钼铜、铝-碳化硅、石墨、泡沫石墨、碳化硅或铝中的一种或多种材质组合制备而成。

可选的，所述COS模块中半导体激光单管直接与所述导热部件连接。