專利名稱：一種窄光譜高功率半導體激光器耦合裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于高功率半導體激光器領域，涉及一種高功率半導體激光器整形裝置。
背景技術：
目前半導體激光器及其光纖耦合系統朝著高輸出功率的方向發展，并在工業、醫療、軍事等領域得到越來越廣泛的應用。多個半導體激光器耦合是種將多個半導體激光器集成在一起，經過光學系統合束后，實現輸出功率的進一步提高。雖然多個半導體激光器耦合后的輸出功率獲得了提高，但是輸出帶寬較寬。在泵浦光纖激光器應用上，輸出帶寬過寬會會大大降低泵浦效率。對于單管和單巴條通常采用的方法是在半導體激光器的外部放置體布拉格柵(VBG)，形成外腔反饋式半導體激光器，達到減小輸出帶寬的目的。對于單管半導體激光器或者單巴條激光器為實現窄光譜輸出，只能將單管或者單個巴條出射的光束入射到VBG中，只能實現單個單管激光器沿著出射光路原路反饋回單管激光器有源區中，通過調整VBG的位置與角度只能實現某一個單管芯片或單Bar芯片與VBG構成外腔反饋激光器，VBG不能同時與所有激光器形成外腔反饋激光器，無法實現其余單管半導體激光器沿著出射光路原路反饋回各自的單管激光器有源區中。
實用新型內容本實用新型的目的在于克服上述技術的缺點，提供一種窄光譜高功率半導體激光器耦合裝置及方法，達到高輸出功率、窄輸出帶寬的目的，同時具有功率可擴展性的優點。本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的:窄光譜高功率半導體激光器耦合裝置，包括依次設置的半導體激光器系統、光束原路反饋系統、聚焦透鏡以及輸出光纖；所述半導體激光器系統由多個安裝有快軸準直鏡的半導體激光器或者由多個安裝有快軸及慢軸準直鏡的半導體激光器組成；所述光束原路反饋系統包括沿激光出射方向依次設置的反射鏡組以及位置可調的透射式體布拉格柵(VBG);所述反射鏡組是由與所述多個半導體激光器一一對應的處于不同入射光路上的多個反射鏡組成，所述多個反射鏡或多個半導體激光器的位置可調；所有反射鏡將來自相應半導體激光器的出射光反射后均入射至透射式體布拉格柵，形成透射光部分和反射光部分；聚焦透鏡置于透射式體布拉格柵輸出面端，對經透射式體布拉格柵透射輸出的光進行聚焦；光纖置于聚焦透鏡光輸出端，對聚焦透鏡輸出的光進行光纖I禹合。上述多個半導體激光器，可以是多個單發光單元半導體激光器或多個多發光單元半導體激光器，也可以是兩者的結合。基于上述耦合裝置結構，本實用新型提出如下具體耦合方法。窄光譜高功率半導體激光器耦合方法，包括以下環節:[0013](I)多個半導體激光器出射的多路光經過準直后，入射到相應的多個反射鏡上；(2)對于某一個半導體激光器，經相應的反射鏡首次反射后的光束入射到透射式體布拉格柵(VBG)上，形成反射光部分及透射光部分，調整透射式體布拉格柵(VBG)使得來自該半導體激光器的反射光部分沿原路返回，進入該半導體激光器腔內，形成腔外反饋系統；然后固定透射式體布拉格柵的位置及該半導體激光器的位置；(3)對于其他各半導體激光器，分別調整各半導體激光器或者相應的反射鏡的位置，使得來自其他各半導體激光器的光束入射到透射式體布拉格柵(VBG)后，相應的反射光部分均分別沿原路返回，進入相應的半導體激光器腔內，形成其他各個腔外反饋系統；(4)所有半導體激光器入射到透射式體布拉格柵(VBG)形成的透射光部分均透射輸出，經共同聚焦后耦合入光纖中，最終由光纖輸出窄光譜高功率激光。本實用新型提供的基于VBG的外腔反饋式半導體激光器耦合裝置中多光束原路反饋方法，調節方便、簡單、穩定性好、可行。本實用新型在保證各路光束經VBG反饋沿原路反饋的基礎上，實現了外腔反饋穩定性，仍然保持了高的電光轉換效率。
圖1為本實用新型的耦合裝置結構示意圖；圖2是采用實施例1耦合方法得出的光譜信息圖；圖3為采用實施例2耦合方法得出的光譜信息圖。其中，I為半導體激光器系統；2為光束原路反饋系統；3為聚焦透鏡；4為光纖；5，6，7為半導體激光器；8為快軸準直鏡；9為慢軸準直鏡；10為反射鏡；11為透射式體布拉格光柵。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對實用新型進一步詳細說明。實施例1:如圖1所示，其中，I為半導體激光器系統，包括半導體激光器5、6、7及安裝在半導體激光器5、6、7前方快軸準直鏡8、慢軸準直鏡9 ;半導體激光器5、6、7為發光波長808nm的多發光單兀激光器，為3個發光單兀激光器；半導體激光器5、半導體激光器6和半導體激光器7發光面端分別設置快軸準直鏡8和慢軸準直鏡9，;多光束原路反饋系統2置于半導體激光器系統I出光端部，多光束原路反饋系統2包括:反射鏡10，透射式體布拉格光柵11 (VBG);該透射式體布拉格光柵11接收反射鏡10反射過來的準直光束，經透射式體布拉格光柵11反射，部分光被沿原路返回，部分光直接透過透射式體布拉格光柵11，透過的光經聚焦透鏡3耦合進入光纖4。本實用新型基于上述耦合裝置結構的一種窄光譜高功率半導體激光器耦合方法，包括以下步驟:(I)半導體激光器5、6、7、出射的三路光經過快軸準直鏡8和慢軸準直鏡9準直后，入射到相應的三個反射鏡10上；[0029](2)經反射鏡10反射的準直光束入射到透射式體布拉格柵VBGll上，部分光被透射式體布拉格柵VBGll反饋，調整透射式體布拉格柵VBGll使得其中一路光束沿原路返回來并再次經過相對應的反射鏡10，反射回半導體激光器系統并進入該光束原先的半導體激光器腔內，形成腔外反饋系統；固定透射式體布拉格柵VBGll的位置。(3)對于其他各半導體激光器，分別調整各半導體激光器或者相應的反射鏡的位置，使得來自其他各半導體激光器的光束入射到透射式體布拉格柵(VBG)后，相應的反射光部分均分別沿原路返回，進入相應的半導體激光器腔內，形成其他各個腔外反饋系統；(4)所有半導體激光器入射到透射式體布拉格柵(VBG) 11形成的透射光部分均透射輸出經共同聚焦后耦合入光纖4中，最終由光纖4輸出窄光譜高功率激光。圖2中給采用實施例1的耦合方法獲得的光譜信息。從圖1中可以看出，采用本實用新型的方法制備的外腔式多巴條半導體激光器的光譜得到明細窄化。實施例2:系統基本結構與實施例1相同。其中，分立的激光器5、6、7為發光波長808nm的
單管激光器；半導體激光器5、半導體激光器6和半導體激光器7發光面端分別設置快軸準直鏡8和慢軸準直鏡9，;多光束原路反饋系統2置于半導體激光器系統I出光端部，多光束原路反饋系統2包括:反射鏡10，透射式體布拉格光柵11 (VBG);該透射式體布拉格光柵11接收反射鏡10反射過來的準直光束，經透射式體布拉格光柵11反射，部分光被沿原路返回，部分光直接透過透射式體布拉格光柵11，透過的光經聚焦透鏡3耦合進入光纖4。本實用新型的另一種基于VBG的外腔反饋式多單管耦合半導體激光器中多光束原路反饋方法，包括以下步驟:步驟一:分立的發光波長808nm單管半導體激光器5、6、7出射的三路光經過快軸準直鏡8和慢軸準直鏡9準直后，入射到相應的三個反射鏡10上；步驟二:經反射鏡10反射的準直光束入射到透射式體布拉格柵VBGll上，部分光被透射式體布拉格柵VBGll反饋，調整透射式體布拉格柵VBGll使得其中一路光束沿原路返回來并再次經過反射鏡10，反射回半導體激光器系統并進入該光束原先的單管半導體激光器5腔內，形成單管半導體激光器5的腔外反饋系統；步驟三:單管激光器6發出的光經準直后，經相對應的反射鏡10反射的第二束準直光束入射到透射式體布拉格柵VBGll上，調整單管激光器6使得光束依次經過相對應的反射鏡10、慢軸準直鏡9、快軸準直鏡8、，最終反饋回單管半導體激光器6腔內，形成單管半導體激光器6的腔外反饋系統；步驟四:單管激光器7發出的光經準直系統，經相應的反射鏡10反射的準直光束入射到透射式體布拉格柵VBGll上，調整單管激光器7使得光束依次經過反射鏡10、慢軸準直鏡9、快軸準直鏡8，最終反饋回單管半導體激光器7腔內，形成單管半導體激光器7的腔外反饋系統；步驟五:單管半導體激光器5、6、7入射到透射式體布拉格柵(VBG) 11形成的透射光部分均透射輸出經共同聚焦后耦合入光纖4中，最終由光纖4輸出窄光譜高功率激光。圖3中給采用實施例2的耦合方法獲得的光譜信息。從圖中可以看出，采用本實用新型的方法制備的外腔式多巴條半導體激光器的光譜得到明細窄化。
權利要求1.窄光譜高功率半導體激光器耦合裝置，其特征在于:包括依次設置的半導體激光器系統、光束原路反饋系統、聚焦透鏡以及輸出光纖； 所述半導體激光器系統由多個安裝有快軸準直鏡的半導體激光器或者由多個安裝有快軸及慢軸準直鏡的半導體激光器組成； 所述光束原路反饋系統包括沿激光出射方向依次設置的反射鏡組以及位置可調的透射式體布拉格柵；所述反射鏡組是由與所述多個半導體激光器一一對應的處于不同入射光路上的多個反射鏡組成，所述多個反射鏡或多個半導體激光器的位置可調；所有反射鏡將來自相應半導體激光器的出射光反射后均入射至透射式體布拉格柵，形成透射光部分和反射光部分；聚焦透鏡置于透射式體布拉格柵輸出面端，對經透射式體布拉格柵透射輸出的光進行聚焦；光纖置于聚焦透鏡光輸出端，對聚焦透鏡輸出的光進行光纖I禹合。
2.根據權利要求1所述的窄光譜高功率半導體激光器耦合裝置，其特征在于:所述多個半導體激光器，是多個單發光單元半導體激光器或多個多發光單元半導體激光器，或者兩者的結合。
專利摘要本實用新型涉及一種高功率半導體激光器整形裝置及方法，該裝置特征在于包括依次設置的半導體激光器系統、光束原路反饋系統、聚焦透鏡以及輸出光纖,半導體激光器系統由多個安裝有快軸準直鏡的半導體激光器或者由多個安裝有快軸及慢軸準直鏡的半導體激光器組成,光束原路反饋系統包括沿激光出射方向依次設置的反射鏡組以及位置可調的透射式體布拉格柵(VBG),聚焦透鏡置于透射式體布拉格柵輸出面端，對經透射式體布拉格柵透射輸出的光進行聚焦,光纖置于聚焦透鏡光輸出端，對聚焦透鏡輸出的光進行光纖耦合。該實用新型具有功率可擴展性的優點。
文檔編號G02B27/10GK203071399SQ201220747610
公開日2013年7月17日 申請日期2012年12月28日 優先權日2012年12月28日
發明者蔡萬紹, 劉興勝 申請人:西安炬光科技有限公司