半導體激光器光纖耦合設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種是激光技術應用領域，具體是半導體激光器光纖耦合設備。
【背景技術】
[0002]現有技術中，公知的技術是:由于半導體激光器具有電光轉換效率高、可靠性好、小型化等優點，在激光泵浦源和直接應用等方面均得到迅速發展及廣泛應用，特別是作為固體激光器和光纖激光器的泵浦源，推動了全固態激光器的快速發展。高亮度、高功率的半導體激光器泵浦源是光纖激光器和固體激光器實現高效率、高功率輸出的重要基礎條件。
[0003]目前，單管半導體激光器輸出功率低，要實現高亮度的光纖耦合輸出需要單管數量較多，光學整形系統復雜，成本昂貴；cm-bar輸出功率高，但存在較大的smile效應，慢軸光束質量較差，耦合進入光纖需要進行光束分割重排，光學系統昂貴復雜和耦合效率較低，調節復雜且費時費力，難以達到聚焦系統和輸出光纖相對空間位置的精度要求，這是現有技術所存在的不足之處。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供半導體激光器光纖耦合設備，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0005]為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案:
[0006]半導體激光器光纖耦合設備，包括0°全反射鏡、疊陣、空間疊加鏡、望遠鏡擴束系統、聚焦系統、輸出光纖端面、輸出光纖連接點、吸收池、光纖分束器、基準光源和功率計，所述的基準光源的輸出光纖與光纖分束器的輸入光纖連接，輸出光纖端面與光纖分束器的輸出光纖連接，輸出光纖端面與光纖分束器之間設有輸出光纖連接點，光纖分束器分別與功率計和吸收池連接，疊陣一側放置0°全反射鏡，疊陣發出的光束射向空間疊加鏡后經過反射射入望遠鏡擴束系統，光束通過望遠鏡擴束系統后射入聚焦系統，聚焦后的光束射入耦合光纖的輸出光纖端面，所述的疊陣包括熱沉、BAR條、快軸準直透鏡和慢軸準直透鏡，BAR條焊接到熱沉上，所述BAR條發光方向上設置有快準直透鏡，所述快準直透的下方設置有焊接在熱沉上的慢軸準直透鏡固定支架，所述慢軸準直透鏡固定支架前端設置有慢軸準直透鏡。
[0007]作為本實用新型進一步的方案:所述的0°全反射鏡和半導體激光器光纖耦合設備的輸出光纖共光軸且0°反射鏡的反射面與輸出光纖端面保持平行。
[0008]作為本實用新型再進一步的方案:所述的基準光源的輸出光纖和半導體激光器光纖耦合設備的輸出光纖的數值孔徑和芯徑完全一致，光纖分束器的各單元光纖和半導體激光器光纖耦合設備輸出光纖的數值孔徑和芯徑完全一致。
[0009]作為本實用新型再進一步的方案:所述的疊陣的數量至少兩個。
[0010]作為本實用新型再進一步的方案:所述的BAR條的數量至少五個。
[0011]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型光源結構緊湊、光束整形系統簡單、耦合效率高的特點，基于該發明研制的二極管激光高亮度光纖耦合輸出光源可應用在泵浦光纖激光器、醫療及工業加工等眾多領域，應用范圍廣。
【附圖說明】
[0012]圖1為半導體激光器光纖耦合設備的結構示意圖。
[0013]圖2為激光器芯片的結構示意圖。
[0014]圖中:1、0°全反射鏡，2、疊陣，3、空間疊加鏡，4、望遠鏡擴束系統，5、聚焦系統，6、輸出光纖端面，7、輸出光纖連接點，8、吸收池，9、光纖分束器，10、基準光源，11、功率計，12、熱沉，13、BAR條，14、快軸準直透鏡，15、慢軸準直透鏡，16、慢軸準直透鏡固定支架。
【具體實施方式】
[0015]下面結合【具體實施方式】對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。
[0016]請參閱圖1-2，半導體激光器光纖耦合設備，包括0°全反射鏡1、疊陣2、空間疊加鏡3、望遠鏡擴束系統4、聚焦系統5、輸出光纖端面6、輸出光纖連接點7、吸收池8、光纖分束器9、基準光源10和功率計11，所述的基準光10源的輸出光纖與光纖分束器9的輸入光纖連接，輸出光纖端面6與光纖分束器9的輸出光纖連接，輸出光纖端面6與光纖分束器9之間設有輸出光纖連接點7，光纖分束器9分別與功率計11和吸收池8連接，所述的基準光源10的輸出光纖和半導體激光器光纖耦合設備的輸出光纖的數值孔徑和芯徑完全一致，光纖分束器9的各單元光纖和半導體激光器光纖耦合設備輸出光纖的數值孔徑和芯徑完全一致，所述的疊陣2—側合適的位置放置0°全反射鏡1，0°全反射鏡I和半導體激光器光纖耦合設備的輸出光纖共光軸且0°反射鏡I的反射面與輸出光纖端面6保持平行，平行度偏差不大于±0.2°，疊陣2發出的光束射向空間疊加鏡3后經過反射射入望遠鏡擴束系統4，光束通過望遠鏡擴束系統后射入聚焦系統5，聚焦后的光束射入耦合光纖的輸出光纖端面6，所述的疊陣2包括熱沉12、BAR條13、快軸準直透鏡14和慢軸準直透鏡15，BAR條13焊接到熱沉12上，所述BAR條13發光方向上設置有快準直透鏡14，所述快準直透14的下方設置有焊接在熱沉12上的慢軸準直透鏡固定支架15，所述慢軸準直透鏡固定支架16前端設置有慢軸準直透鏡15。
[0017]本實用新型工作原理:通過對焊接夾具和程序的優化設計和控制，實現短BAR條13焊接后smile值小于I μ m，在熱沉12上定位偏差小于20 μπι，將5個芯片焊接到熱沉上的短BAR條13組裝成疊陣2，通過疊陣2組裝夾具，使用測量顯微鏡檢測，多次組裝，實現疊陣2中短BAR條13快軸方向偏差小于50 μ m，熱沉12左右錯位偏差小于20 μ m，繞Z軸偏角小于0.2°，采用快軸準直透鏡14和慢軸準直透鏡15進行快慢軸光束準直，光束精密準直后，疊陣整體快軸發散角為4mrad，慢軸為12mrad。
[0018]將兩列快慢軸準直后的疊陣2，采用空間疊加鏡3進行自由空間合束，疊加鏡鏡面鍍條形(450)高反膜和增透膜(或摳空處理)，由于鍍該類膜層對工藝要求較高，目前實現較為困難，因此，方案設計中疊加鏡采用柱鏡單元拼接的方法，柱鏡單元采用石英玻璃加工，利用耐高溫及耐激光輻射的膠水拼接成條格狀，使用時利用柱鏡單元作為反射窗口，鍍45° 980nm高反膜，空格區域作為透射窗口，空間疊加后快軸光束尺寸小于9.5m,發散角小于4.5mrad ;慢軸光束尺寸小于5.3mm，發散角小于12.5mrad ;光束指向性精度優于±0.01。。
[0019]對疊加后的光束采用望遠鏡擴束系統4進行擴束，進一步縮小慢軸方向發散角，擴束后快軸光束尺寸小于9.5m,發散角小于4.5mrad ;慢軸光束尺寸小于10.6mm，發散角小于6.3mrad，將擴束后的光束進入聚焦系統5聚焦進入0.2μπι、ΝΑ0.22光纖，實現半導體激光器的高亮度光纖耦合輸出。
[0020]上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明，但是本專利并不限于上述實施方式，在本領域的普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下做出各種變化。
【主權項】
1.半導體激光器光纖耦合設備，包括O°全反射鏡(I)、疊陣(2 )、空間疊加鏡(3 )、望遠鏡擴束系統(4)、聚焦系統(5)、輸出光纖端面(6)、輸出光纖連接點(7)、吸收池(8)、光纖分束器(9)、基準光源(10)和功率計(11)，其特征在于，所述的基準光源(10)的輸出光纖與光纖分束器(9)的輸入光纖連接，輸出光纖端面(6)與光纖分束器(9)的輸出光纖連接，輸出光纖端面(6)與光纖分束器(9)之間設有輸出光纖連接點(7)，光纖分束器(9)分別與功率計(11)和吸收池(8 )連接，疊陣(2 ) —側放置O。全反射鏡(I)，疊陣(2)發出的光束射向空間疊加鏡(3)后經過反射射入望遠鏡擴束系統(4)，光束通過望遠鏡擴束系統(4)后射入聚焦系統(5)，聚焦后的光束射入耦合光纖的輸出光纖端面(6)，所述的疊陣(2)包括熱沉(12)、BAR條(13)、快軸準直透鏡(14)和慢軸準直透鏡(15)，BAR條(13)焊接到熱沉(12)上，所述BAR條(13)發光方向上設置有快準直透鏡(14)，所述快準直透(14)的下方設置有焊接在熱沉(12)上的慢軸準直透鏡固定支架(15)，所述慢軸準直透鏡固定支架(16)前端設置有慢軸準直透鏡(15)。2.根據權利要求1所述的半導體激光器光纖耦合設備，其特征在于，所述的0°全反射鏡(I)和半導體激光器光纖耦合設備的輸出光纖共光軸且0°反射鏡(I)的反射面與輸出光纖端面(6)保持平行。3.根據權利要求1所述的半導體激光器光纖耦合設備，其特征在于，所述的基準光源(10)的輸出光纖和半導體激光器光纖耦合設備的輸出光纖的數值孔徑和芯徑完全一致，光纖分束器(9)的各單元光纖和半導體激光器光纖耦合設備輸出光纖的數值孔徑和芯徑完全一致。4.根據權利要求1所述的半導體激光器光纖耦合設備，其特征在于，所述的疊陣(2)的數量至少兩個。5.根據權利要求1所述的半導體激光器光纖耦合設備，其特征在于，所述的BAR條(13)的數量至少五個。
【專利摘要】本實用新型公開了半導體激光器光纖耦合設備，包括0°全反射鏡、疊陣、輸出光纖端面、光纖分束器、基準光源和功率計，所述的基準光源的輸出光纖與光纖分束器的輸入光纖連接，輸出光纖端面與光纖分束器的輸出光纖連接，光纖分束器分別與功率計和吸收池連接，疊陣一側放置0°全反射鏡，疊陣發出的光束射向空間疊加鏡后經過反射射入望遠鏡擴束系統，光束再射入聚焦系統后射入耦合光纖的輸出光纖端面。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：本實用新型光源結構緊湊、光束整形系統簡單、耦合效率高的特點，基于該發明研制的二極管激光高亮度光纖耦合輸出光源可應用在泵浦光纖激光器、醫療及工業加工等眾多領域，應用范圍廣。
【IPC分類】H01S5/06
【公開號】CN204633123
【申請號】CN201520276459
【發明人】何景瓷
【申請人】何景瓷
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月4日