專利名稱：高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體激光器具有電光轉(zhuǎn)換效率高、體積小、重量輕等優(yōu)點，其應(yīng)用越來越廣泛，尤其是在加工過程領(lǐng)域，起到越來越重要的作用。隨著千瓦級半導(dǎo)體激光器的出現(xiàn)，大功率半導(dǎo)體激光在激光加工中的應(yīng)用也越來越廣泛。在材料加工方面的主要應(yīng)用有軟釬焊、材料表面處理、材料表面熔覆、材料焊接、激光清潔、輔助機械加工等。半導(dǎo)體激光加工中，當高能激光束照射到那些對激光吸收率較低的材料或是表面 光潔度較高的材料時，工件會反射大量激光能量，部分反射光會沿原光路回射到半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片。由于激光束的功率密度很高，回射到半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片的反射光短時間內(nèi)就會產(chǎn)生大量的熱能，導(dǎo)致半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片的燒損，使得激光器功率下降，嚴重時會徹底損壞半導(dǎo)體激光器。為了保證半導(dǎo)體激光器正常工作，延長半導(dǎo)體激光器的壽命，就需要對高功率半導(dǎo)體激光器進行防反射光損傷的保護。目前的半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷的裝置，主要是光隔離器，其只對低小功率的半導(dǎo)體激光器有效。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供了一種高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置，該裝置可以對半導(dǎo)體激光加工過程中由工件反射而按照原出射光路回到半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片表面的光束進行阻止，防止其損傷高功率半導(dǎo)體激光器。本實用新型的基本思路為半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片發(fā)出的激光束是線偏振光，線偏振光分為P偏振光和S偏振光。線偏振光經(jīng)過λ /4波片后會變?yōu)閳A偏振光,該圓偏振光再次經(jīng)過λ /4波片后會變?yōu)槠穹较蚺c原線偏振光偏振方向垂直的線偏振光。利用半導(dǎo)體激光束是線偏振光的特性，在其出射光路中依次放置一片偏振器件和一片λ/4波片，所述偏振器件可以是偏振片，可以是起偏器，可以是具有起偏作用的棱鏡，半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片出射的線偏振光先經(jīng)過透振方向和激光的偏振方向相同的偏振器件，然后經(jīng)過λ/4波片，變?yōu)閳A偏振光，照射到工件上，工件反射的部分光束沿原出射光路返回，再次經(jīng)過λ/4波片后變?yōu)榕c原出射線偏振光偏振方向垂直的線偏振光，再次到達偏振器件時，不能透過偏振器件，無法照射到半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片的表面，防止了工件反射光對半導(dǎo)體激光器的損傷。本實用新型采用的技術(shù)方案如下高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置，所述裝置包括在半導(dǎo)體激光器的出射光路中依次放置的偏振器件和λ / 4波片；半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片出射的線偏振光束依次經(jīng)過偏振器件和λ / 4波片后照射到工件上，工件反射的部分光束沿原出射光路返回偏振器件，偏振器件阻止反射光反射到發(fā)光芯片上。[0009]優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體激光器為單波長或多波長半導(dǎo)體激光器。優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體激光器是半導(dǎo)體激光一維或二維陣列。優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體激光器是單管半導(dǎo)體激光器。優(yōu)選地，所述偏振器件由起偏器和具有起偏作用的棱鏡構(gòu)成。優(yōu)選地，所述λ/4波片是透射式波片或反射式波片。優(yōu)選地，所述偏振器件的透振方向與所述半導(dǎo)體激光器發(fā)出線偏振光的振動方向相同。優(yōu)選地，所述偏振器件與半導(dǎo)體激光器激光傳輸方向的夾角為90度,所述λ/4波片與半導(dǎo)體激光器輸出光路光軸的夾角取決于λ /4波片的特性。優(yōu)選地,所述線偏振光束包括P線偏振光和S線偏振光。

圖1為本實用新型一個實施例的單波長半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型一個實施例的單波長半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型一個實施例的多波長半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，1、3、5、7、9是偏振器件，2、4、6、8、10是λ/4波片，A是反射鏡，B、C是波長合束鏡11是工件，Τ、1Τ、2Τ、……、!!!'是線偏振光束，??！、^!、〗!！、……、nTl是圓偏振光束，Τ2、1Τ2、2Τ2，……、1^2是工件反射的部分光束33、113、213、……、ηΤ3是線偏振光束，Τ4、1Τ4、2Τ4、……、1^4是線偏振光束，0)、0)1、0)2、……、LDn是半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明。實施例1 :如圖1所不,半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片的出射光為P偏振光，經(jīng)過與光傳輸方向成90度角放置的偏振器件I后依然是P偏振光束，其中偏振器件的透振方向和光的振動方向相同，然后經(jīng)過與光軸垂直放置的λ /4透射式波片2后變?yōu)閳A偏振光束Tl，圓偏振光束Tl照射到工件11上后，工件11反射的部分光束Τ2沿原出射光路返回，再次經(jīng)過λ /4波片2后變?yōu)镾偏振光束Τ3，S偏振光束Τ3到達偏振器件I后被反射向工件11，致使S偏振光束Τ3無法照射到半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片的表面，防止了工件反射光對半導(dǎo)體激光器的損傷。實施例2 如圖2所示，其中，λ /4波片2為反射式波片，其與光軸成45度角放置，其余設(shè)置同實施例1，實施例3 多波長半導(dǎo)體激光器系統(tǒng)中，在每個波長的半導(dǎo)體激光器的P線出射光路中依次放置一偏振器件，一 λ/4波片，如圖3所示。從波長λ I的半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片LDl出射的線偏振光束IT先經(jīng)過偏振器件5，然后經(jīng)過λ /4波片6后變?yōu)閳A偏振光束1Τ1，圓偏振光束ITl依次經(jīng)過反射鏡A、波長合束鏡B、波長合束鏡C后照射到工件11上，工件11反射的部分光束1T2沿原出射光路返回，經(jīng)過波長合束鏡C、波長合束鏡B、反射鏡A后，再次經(jīng)過λ /4波片6后變?yōu)榕c出射光束IT偏振方向垂直的S偏振光束1Τ3，S偏振光束1Τ3到達偏振器件5后，會被反射到工件上。從波長λ 2的半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片LD2出射的線偏振光束2Τ先經(jīng)過偏振器件7，然后經(jīng)過λ /4波片8后變?yōu)閳A偏振光束2Τ1，圓偏振光束2Τ1依次經(jīng)過波長合束鏡B、波長合束鏡C后照射到工件11上，工件反射的部分光束2Τ2沿原出射光路返回，經(jīng)過波長合束鏡C、波長合束鏡B后，再次經(jīng)過λ /4波片8后變?yōu)榕c出射線偏振光束2Τ偏振方向垂直的S偏振光束2Τ3, S偏振光束2Τ3到達偏振器件7后,會被反射到工件上。從波長λη'的半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片LDn出射的線偏振光束ηΤ先經(jīng)過偏振器件9，然后經(jīng)過λ /4波片10后變?yōu)閳A偏振光束nTl，圓偏振光束nTl經(jīng)過波長合束鏡C后照射到工件11上，工件反射的部分光束ηΤ2沿原出射光路返回，經(jīng)過波長合束鏡C后，再次經(jīng)過λ /4波片10后變?yōu)榕c出射線偏振光束ηΤ偏振方向垂直的S偏振光束nT3，S偏振光束ηΤ3到達偏振器件9后，會被反射到工件上。由此使得工件反射的部分光束無法照射到半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片的表面，實現(xiàn)了半導(dǎo)體激光器在激光材料加工過程中防止反射光損傷 的目的。當然，采用上述優(yōu)選技術(shù)方案只是為了便于理解而對本實用新型進行的舉例說明，本實用新型還可有其他實施例，本實用新型的保護范圍并不限于此。在不背離本實用新型精神及其實質(zhì)的情況下，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員當可根據(jù)本實用新型做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實用新型的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求1.高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置，其特征在于所述裝置包括在半導(dǎo)體激光器的出射光路中依次放置的偏振器件和λ / 4波片；半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片出射的線偏振光束依次經(jīng)過偏振器件和λ / 4波片后照射到工件上，工件反射的部分光束沿原出射光路返回偏振器件，偏振器件阻止反射光反射到發(fā)光芯片上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置，其特征在于所述半導(dǎo)體激光器為單波長或多波長半導(dǎo)體激光器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置，其特征在于所述半導(dǎo)體激光器是半導(dǎo)體激光一維或二維陣列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置，其特征在于所述半導(dǎo)體激光器是單管半導(dǎo)體激光器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置，其特征在于所述偏振器件由起偏器和具有起偏作用的棱鏡構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置，其特征在于所述 λ /4波片是透射式波片或反射式波片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置，其特征在于所述偏振器件的透振方向與所述半導(dǎo)體激光器發(fā)出線偏振光的振動方向相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置，其特征在于所述偏振器件與半導(dǎo)體激光器激光傳輸方向的夾角為90度,所述λ /4波片與半導(dǎo)體激光器輸出光路光軸的夾角取決于λ/4波片的特性。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置，其特征在于所述線偏振光束包括P線偏振光和S線偏振光。
專利摘要本實用新型涉及一種高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置，屬于激光技術(shù)領(lǐng)域。本裝置在半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片的出射光路中依次放置偏振器件和λ/4波片，利用半導(dǎo)體激光束是線偏振光的特性，通過λ/4波片改變反射光束的偏振特性，再采用偏振器件阻止反射光反射到半導(dǎo)體激光器的發(fā)光芯片上，由此使得工件反射的部分光束無法照射到半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片的表面，實現(xiàn)了半導(dǎo)體激光器在激光材料加工過程中防止反射光損傷的目的，延長了高功率半導(dǎo)體激光器的使用壽命。
文檔編號H01S5/00GK202856145SQ201220488638
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月21日
發(fā)明者王智勇, 李慶軒, 劉友強, 秦文斌 申請人:北京工業(yè)大學(xué)