[实用新型]一种基于光栅外腔空间合束的蓝光激光器

说明书

本实用新型属于蓝光半导体激光器领域，公开了一种基于光栅外腔空间合束的蓝光激光器，包括由若干个蓝光激光二极管(1)组成的2路半导体激光阵列；对于任意一个蓝光激光二极管(1)，该蓝光激光器还包括依次沿光路设置的快轴准直镜(2)、光栅(3)、平面反射镜(4)和阶梯镜(5)，能够将同一路半导体激光阵列中的蓝光激光合束成一路合束激光；此外，该蓝光激光器还包括依次沿光路设置的柱面镜(6)、偏振合束棱镜(7)和聚焦镜(8)，用于发生二次合束以得到目标的蓝光合束聚焦激光。利用本实用新型，能够获得频率和波长稳定、线宽性能优秀、单光功率高的蓝光激光，具有较好的实用意义。

技术领域

本实用新型属于蓝光半导体激光器领域，尤其是其中的线宽压缩、空间合束技术分支，更具体地，涉及一种基于光栅外腔空间合束的蓝光激光器。

背景技术

半导体激光器的分类有许多种标准。按波长分有近红外激光器、中远红外激光器、可见光激光器、紫外激光器等多种类别。可见光半导体激光器便是其中一个重要的类别。它主要是指输出光波长在可见光范围内(400～700nm)的一类半导体激光器。其中蓝光半导体激光器是指输出波长的范围在400nm-500nm的半导体激光器。

实现蓝光半导体激光方法主要有三种。一种是直接发射蓝光的激光二极管，一种是通过LD倍频的蓝色光源，而另一种则是LD泵浦通过非线性光学手段获得的蓝色激光器。早期也曾用氩离子激光器产生蓝光。蓝光半导体激光器与蓝色LED等一样，一般采用GaN类半导体材料。GaN是一种直接带隙半导体，属于III-V族氮化物材料，这其中还包括InN,A1N以及它们的合金材料1nGaN和A1GaN，这些材料的带隙能量范围为0.6-6.2eV，通过控制材料中In、Ga、Al的含量，可调控材料的带隙能量大小。同时在GaN底板上层叠GaN类半导体的结晶层，可直接获得蓝光激光。因此目前的蓝光半导体激光器大多为GaN基半导体激光器。

近年来，随着各种半导体泵浦激光器的快速发展，半导体激光器制造技术以其低价格、长寿命等特点得到了迅速发展。此外，蓝光半导体激光器稳定性高、电光效率高、光谱宽度比全固态蓝光激光器大，减少了散斑，因此，用于大屏幕激光显示的高功率光纤耦合蓝光半导体激光器被研究。高功率蓝光激光器更是广泛应用于激光加工(如铜、金)、医疗、水下通信、激光泵浦等领域。

但是半导体激光器由于谱线较宽而无法满足对线宽有要求的应用需求,因此从实用性方面考虑：获得线宽较窄,波长稳定的半导体激光器十分必要。采用反射式光栅作为谱线宽度压缩器件，根据Littrow布局下的蓝光激光器,反射式光栅的加入,使得光栅面和准直系统的输出面组成耦合外腔,这在很大程度上改善了蓝光激光的线宽性能，获得频率、波长稳定的蓝光激光。

同时，一方面，经过光栅压缩线宽后蓝光功率损失较大，另一方面，蓝光半导体激光器的单管发射功率较小、无法满足高功率的激光应用，因此通过激光阵列空间合束的办法，将多束激光合束获得一束高功率蓝光激光在实际中将具有实用意义。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型的目的在于提供一种基于光栅外腔空间合束的蓝光激光器，其中通过光栅外腔空间合束，与现有技术相比能够有效解决蓝光激光二极管功率较低、光束质量较差的问题；利用本实用新型，能够获得频率和波长稳定、线宽性能优秀、单光功率高的蓝光激光，具有较好的实用意义。

为实现上述目的，按照本实用新型，提供了一种基于光栅外腔空间合束的蓝光激光器，其特征在于，包括2路半导体激光阵列；对于每路半导体激光阵列，均包括若干个蓝光激光二极管(1)，这些蓝光激光二极管(1)的出光口均位于同一条直线上；记该直线为出光口所在直线，则，这2路半导体激光阵列的出光口所在直线相互垂直；