專利名稱：高功率半導體激光器光纖耦合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及半導體激光器領(lǐng)域，具體是指一種高功率半導 體激光器光纖耦合裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代社會中，隨著科學技術(shù)的不斷進步，激光技術(shù)已經(jīng)應用到了各個領(lǐng)域中，而對于普 通激光器輸出的單一波長的激光，卻無法滿足多數(shù)場合的需要。因此，現(xiàn)有技術(shù)中，廣泛應 用了光纖耦合輸出的半導體激光器(LD),請參閱圖1所示，其為現(xiàn)有技術(shù)中半導體激光器 光纖耦合器件的示意圖，由于其具有緊湊的結(jié)構(gòu)、柔性的傳輸光路，使其在激光加工、激光 醫(yī)療、檢測以及激光照明、表演等方面都得到了廣泛的應用。目前模式較好的單管功率由于 技術(shù)、工藝的限制還無法得到大幅的提升，高功率激光的光纖耦合輸出多采用半導體激光陣 列與多模光纖的耦合，輛合效率較低，為提高耦合效率通常選用光纖芯徑較粗的光纖，耦合 輸出的激光模式大大變差，這樣就大大限制了激光技術(shù)的普及和應用范圍的擴展，給人們的 生產(chǎn)和生活帶來了很大的不便。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，提供一種能夠較大程度提高耦合效 率、改善輸出激光質(zhì)量、結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、工作性能穩(wěn)定可靠、使用范圍較為廣泛的高 功率半導體激光器光纖耦合裝置。
為了實現(xiàn)上述的目的，本實用新型的高功率半導體激光器光纖耦合裝置具有如下構(gòu)成 該高功率半導體激光器光纖耦合裝置，包括激光發(fā)射源、光學整形系統(tǒng)和與該光學整形
系統(tǒng)輸出端相連接的光纖，其主要特點是，所述的激M射源為合束半導體激光器，且該合
束半導體激光器的輸出M與所述的光學整形系統(tǒng)的輸入端位置相對應。
該高功率半導體激光器光纖耦合裝置的合束半導體激光器包括在輸出光路上合束級聯(lián)的 數(shù)個半導體激光器組。
該高功率半導體激光器光纖耦合裝置的每個半導體激光器組包括一個半導體激光器和對
應的帶通濾光部件，且該半導體激光器的輸出光路與對應的帶通濾光部件的輸入端位置相對 應，且各半導體激光器組通過帶通濾光部件的輸出光路相對應合束級聯(lián)。
該高功率半導體激光器光纖耦合裝置的帶通濾光部件為帶通濾光片，該帶通濾光片與對
應半導體激光器的輸出光路的夾角可以為o。-卯。。
該高功率半導體激光器光纖耦合裝置的帶通濾光片與對應半導體激光器的輸出光路的夾
角為45°。
該高功率半導體激光器光纖耦合裝置的半導體激光器組還包括有溫度控制器，該溫度控 制器與對應的半導體激光器相連接。
該高功率半導體激光器光纖耦合裝置的溫度控制器為半導體溫度控制器。
采用了該實用新型的高功率半導體激光器光纖耦合裝置，由于采用多個具有帶通濾光部 件的半導體激光器組在輸出光路上合束級聯(lián)，而合束后的激光仍具有優(yōu)質(zhì)的光束模式質(zhì)量，
因此可以較容易的獲得較高的光纖耦合效率；同時由于采用了帶通濾波片合束的方式，合束 后的激光基本上保持了單管優(yōu)質(zhì)的光束模式質(zhì)量；不僅如此，本實用新型的高功率半導體激 光器光纖耦合裝置的結(jié)構(gòu)簡單，制造成本較低，而且工作性能穩(wěn)定可靠、使用范圍較為廣泛， 給人們的生產(chǎn)和生活帶來了很大的便利。


圖l是現(xiàn)有技術(shù)中的半導體激光器光纖耦合器件示意圖。
圖2是本實用新型的高功率半導體激光器光纖耦合裝置的被動式實施例的示意圖。 圖3是本實用新型的高功率半導體激光器光纖耦合裝置的主動式實施例的示意圖。 圖4是本實用新型的半導體激光器合束的工作原理圖。
具體實施方式
為了能夠更清楚地理解本實用新型的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實施例詳細說明。 請參閱圖2所示，其為本實用新型的被動式實施例，即是利用半導體激光器發(fā)射波長本 身存在的差異進行波長選擇。其中該高功率半導體激光器光纖耦合裝置，包括激光發(fā)射源、 光學整形系統(tǒng)201和與該光學整形系統(tǒng)輸出端相連接的光纖301,其中，所述的激光發(fā)射源 為合束半導體激光器100，該合束半導體激光器100包括在輸出光路上合束級聯(lián)的數(shù)個半導 體激光器組，圖中示出為n個，其中每個半導體激光器組包括一個半導體激光器IOI、 102、
103........ 10n和對應的帶通濾光部件，該帶通濾光部件為帶通濾光片，其中半導體激光器
102、 103........ 10n分別對應于帶通濾光片401、 402........ 40n,且該半導體激光器102、
103........ 10n的輸出M與對應的帶通濾光片401、 402........ 40n的輸入端位置相對應，
各個帶通濾光片401、 402 ........ 40n與對應半導體激光器102、 103........ 10n的輸出光
路的夾角可以為0°~90。，而最好為45。。上述的帶通濾光片與各自的半導體激光器相對應， 具有反射某些特定波長而透射其余波長的特性。
同時，各半導體激光器組通過帶通濾光片401、 402........ 40n的輸出光路相對應合束
級聯(lián)，隨后，該合束半導體激光器100的輸出光路與所述的光學整形系統(tǒng)201的輸入端位置 相對應。
在實際工作當中，半導體激光器IOI、 102、 103........ 10n的發(fā)射波長分別為Xl 、 X2、
........ Xn,再請參閱圖4所示，圖中的橫坐標X表示光的波長，縱坐標T表示透過率，
一般用百分比表示；帶通濾光片401具有透射XI反射X2的特性，這樣半導體激光器101、 102發(fā)射的光束通過帶通濾光片401就合在了一起；帶通濾光片402則具有透射XI 、人2而 反射X3的特性，這樣IOI、 102、 103發(fā)射的光束也合在了一起，以此類推，假定單管的激光 功率為Po,那么n個半導體激光器的合束所獲得總功率為nxP0。
由于通過帶通濾光片合束的方法并未破壞激光的光束模式，因此合束后的激光束仍保留 了單管時較高的光纖耦合效率。合束后的激光束經(jīng)耦合整形光學系統(tǒng)201后聚焦為與光纖301 相匹配的光束，然后耦合進入光纖301;這樣就獲得了較高的耦合效率。
再請參閱困3所示，其為本實用新型的主動式實施例，即是利用半導體激光器發(fā)射波長 跟工作溫度有關(guān)的特性，通過對各個半導體激光器施加溫度控制來實現(xiàn)波長的控制。其與被 動式實施例的區(qū)別在于該高功率半導體激光器光纖耦合裝置的半導體激光器組還包括有溫
度控制器501、 502、 503........ 50n，該溫度控制器501、 502、 503........ 50n與對應的
半導體激光器101、 102、 103........ 10n相連接，其中，該溫度控制器501、 502、 503........
50n為半導體溫度控制器。
在實際工作當中，通過溫度控制器501、 502、 503........ 50n等將半導體激光器101、
102、 103........ 10n的發(fā)射波長分別控制為XI 、 X2、 ........ Xn,再請參閱圖4所示，
帶通濾光片401具有透射X 1反射的特性，這樣半導體激光器101、 102發(fā)射的光束通過 401就合在了一起；帶通濾光片402則具有透射X1 、 X2而反射X3的特性，這樣IOI、 102、 103發(fā)射的光束也合在了一起，以此類推，假定單管得激光功率為P0,那么n個半導體激光 器的合束所獲得總功率為nxPo;由于通過帶通濾光片合束的方法并未破壞激光的光束模式， 因此合束后的激光束仍保留了單管時較高的光纖耦合效率。合束后的激光束經(jīng)耦合整形光學 系統(tǒng)201后聚焦為與光纖301相匹配的光束，然后耦合進入光纖301;這樣就獲得了較高的
耦合效率。
不僅如此，本實用新型中，若采用同種接收光纖，則耦合效率大幅提高；若取得相同的 耦合效率，則可選捧較細芯徑的光纖，改善耦合輸出的激光模式；從而使得本實用新型具有 較高的實用價值。
采用了上述的高功率半導體激光器光纖耥合裝置，由于采用多個具有帶通濾光部件的半 導體激光器組在輸出光路上合束級聯(lián)，而合束后的激光仍具有優(yōu)質(zhì)的光束模式質(zhì)量，因此可 以較容易的獲得較離的光纖耦合效率；同時由于采用了帶通濾波片合束的方式，合束后的激 光基本上保持了單管優(yōu)質(zhì)的光束沖莫式質(zhì)量；不僅如此，本實用新型的高功率半導體激光器光 纖耦合裝置的結(jié)構(gòu)簡單，制造成本較低，而且工作性能穩(wěn)定可靠、使用范圍較為廣泛，給人 們的生產(chǎn)和生活帶來了很大的便利。
在此說明書中，本實用新型已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出 各種修改和變換而不背離本實用新型的精神和范圍。因此，說明書和附困應被認為是說明性 的而非限制性的。
權(quán)利要求1、一種高功率半導體激光器光纖耦合裝置，包括激光發(fā)射源、光學整形系統(tǒng)和與該光學整形系統(tǒng)輸出端相連接的光纖，其特征在于，所述的激光發(fā)射源為合束半導體激光器，且該合束半導體激光器的輸出光路與所述的光學整形系統(tǒng)的輸入端位置相對應。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高功率半導體激光器光纖耦合裝置，其特征在于，所述的合束 半導體激光器包括在輸出光路上合束級聯(lián)的數(shù)個半導體激光器組。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的髙功率半導體激光器光纖耦合裝置，其特征在于，所述的每個 半導體激光器組包括一半導體激光器和對應的帶通濾光部件，且該半導體激光器的輸出光路 與對應的帶通濾光部件的輸入端位置相對應，且各半導體激光器組通過帶通濾光部件的輸出 光路相對應合束級聯(lián)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高功率半導體激光器光纖耦合裝置，其特征在于，所述的帶通 濾光部件為帶通濾光片，該帶通濾光片與對應半導體激光器的輸出光路的夾角為0° ~ 90°。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的髙功率半導體激光器光纖耦合裝置，其特征在于，所述的帶通 濾光片與對應半導體激光器的輸出光路的夾角為45°。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項所述的高功率半導體激光器光纖耦合裝置，其特征在于， 所述的半導體激光器組還包括有溫度控制器，該溫度控制器與對應的半導體激光器相連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的髙功率半導體激光器光纖耦合裝置，其特征在于，所述的溫度 控制器為半導體溫度控制器。
專利摘要本實用新型涉及一種高功率半導體激光器光纖耦合裝置，包括激光發(fā)射源、光學整形系統(tǒng)和與該光學整形系統(tǒng)輸出端相連接的光纖，其中激光發(fā)射源為合束半導體激光器，且該合束半導體激光器的輸出光路與所述的光學整形系統(tǒng)的輸入端位置相對應。采用該種高功率半導體激光器光纖耦合裝置，合束后的激光仍具有優(yōu)質(zhì)的光束模式質(zhì)量，因此可以較容易的獲得較高的光纖耦合效率；同時由于采用了帶通濾波片合束的方式，合束后的激光基本上保持了單管優(yōu)質(zhì)的光束模式質(zhì)量；不僅如此，本實用新型的高功率半導體激光器光纖耦合裝置的結(jié)構(gòu)簡單，制造成本較低，而且工作性能穩(wěn)定可靠、使用范圍較為廣泛，給人們的生產(chǎn)和生活帶來了很大的便利。
文檔編號G02B6/00GK201004529SQ20072006681
公開日2008年1月9日 申請日期2007年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月30日
發(fā)明者姚毓明, 斌 孫, 郭占華, 須躍輝 申請人:上?；藐晒怆娍萍加邢薰?br>