一种高功率半导体激光光纤耦合系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种高功率半导体激光光纤耦合系统的技术方案，该方法采用相同数值孔径和芯径的小功率半导体激光光纤耦合系统作为光源，利用光纤分束器作为传光介质，基于光束可逆原理，通过监测0°全反射镜的回光功率作为聚焦系统最佳空间位置的判据，可实现高功率半导体激光光纤耦合系统中聚焦系统和输出光纤相对空间位置的精密调节固定。该发明具有聚焦系统调节简单易行、调节判据精确可靠等特点。基于该发明研制的半导体激光高亮度光纤耦合输出光源可应用在泵浦光纤激光器、医疗及工业加工等众多领域。
【专利说明】
一种高功率半导体激光光纤耦合系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的是激光技术应用领域，尤其是一种高功率半导体激光光纤耦合系统。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，公知的技术是:由于半导体激光器具有电光转换效率高、可靠性好、小型化等优点，在激光泵浦源和直接应用等方面均得到迅速发展及广泛应用，特别是作为固体激光器和光纤激光器的泵浦源，推动了全固态激光器的快速发展。高亮度、高功率的半导体激光器泵浦源是光纤激光器和固体激光器实现高效率、高功率输出的重要基础条件。
[0003]为了实现半导体激光光纤耦合系统的高功率、高效率耦合输出，需要聚焦系统和输出光纤的相对空间位置精密契合，要求轴向契合精度误差不大于±5 μ m，旋转轴精度误差不大于±3mrad。目前国内外针对半导体激光光纤耦合系统中聚焦系统的空间位置装调方法，均采用正向迭代调节固定的技术途径，即光源一聚焦系统一耦合输出光纤的模式，该技术途径调节涉及变量较多，调节复杂且费时费力，难以达到聚焦系统和输出光纤相对空间位置的精度要求，这是现有技术所存在的不足之处。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种高功率半导体激光光纤耦合系统的技术方案，该方案采用机械固定的方式，将待耦合光纤固定到模块壳体上，采用相同数值孔径和芯径的小功率半导体激光光纤耦合系统作为基准光源，利用光纤分束器作为传光介质，基于光束可逆原理，通过0°全反射镜的回光功率作为聚焦系统最佳空间位置的判据，可实现高功率半导体激光光纤耦合系统聚焦系统和输出光纤相对空间位置的精密装调固定。
[0005]本方案是通过如下技术措施来实现的:一种高功率半导体激光光纤耦合系统，包括有基准光源、光纤分束器、光纤分束器、半导体激光光纤耦合系统的输出光纤；基准光源的输出光纤与光纤分束器的输入光纤连接；半导体激光光纤耦合系统的输出光纤与光纤分束器的输出光纤连接；半导体激光光纤耦合系统的内部设置有聚焦系统和0°全反镜；聚焦系统由多块单元透镜组成。
[0006]作为本方案的优选:基准光源的输出光纤和半导体激光光纤耦合系统的输出光纤的数值孔径和芯径完全一致。
[0007]作为本方案的优选:光纤分束器的各单元光纤和半导体激光光纤耦合系统输出光纤的数值孔径和芯径完全一致。
[0008]作为本方案的优选:0°全反射镜的反射面与半导体激光光纤耦合系统的输出光纤端面保持平行，平行度偏差不大于±0.2°。
[0009]作为本方案的优选:光纤分束器分别与功率计和吸收池连接。
[0010]本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于在该方案中采用机械固定的方式，将待耦合光纤固定到模块壳体上，采用相同数值孔径和芯径的小功率半导体激光光纤稱合系统作为基准光源，利用光纤分束器作为传光介质，基于光束可逆原理，通过0°全反射镜的回光功率作为聚焦系统最佳空间位置的判据，可实现高功率半导体激光光纤耦合系统聚焦系统和输出光纤相对空间位置的精密装调固定。
[0011]由此可见，本实用新型与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的结构示意图。
[0013]图中，I为0°全反射镜；2为聚焦系统；3为半导体激光光纤耦合系统的输出光纤的端面；4为半导体激光光纤耦合系统的输出光纤与光纤分束器的输出光纤的连接点；5为光纤分束器；6为基准光源；7为功率计；8为吸收池。
【具体实施方式】
[0014]为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个【具体实施方式】，并结合其附图，对本方案进行阐述。
[0015]通过附图可以看出，本方案的本方案的高功率半导体激光光纤耦合系统，包括有基准光源、光纤分束器、光纤分束器、半导体激光光纤耦合系统的输出光纤；基准光源的输出光纤与光纤分束器的输入光纤连接；半导体激光光纤耦合系统的输出光纤与光纤分束器的输出光纤连接；半导体激光光纤耦合系统的内部设置有聚焦系统和0°全反镜；聚焦系统由多块单元透镜组成。
[0016]基准光源的输出光纤和半导体激光光纤耦合系统的输出光纤的数值孔径和芯径完全一致。光纤分束器的各单元光纤和半导体激光光纤耦合系统输出光纤的数值孔径和芯径完全一致。0°全反射镜的反射面与半导体激光光纤耦合系统的输出光纤端面保持平行，平行度偏差不大于±0.2°。光纤分束器分别与功率计和吸收池连接。
[0017]高功率半导体激光光纤耦合系统的调装方法为:
[0018]采用光纤熔接机将半导体激光光纤耦合系统的输出光纤和基准光源的输出光纤分别熔接到光纤分束器的输入光纤和输出光纤上。
[0019]采用机械固定的方式将半导体激光光纤耦合系统的输出光纤端面固定到半导体激光光纤耦合系统的壳体上，并在壳体内部合适的位置放置0°全反射镜，采用He-Ne激光器保证0°全反射镜和半导体激光光纤耦合系统输出光纤共光轴且反射镜的反射面与光纤端面保持平行，平行度偏差不大于±0.2°。
[0020]用直流电源驱动基准光源出光，调节聚焦系统内部第一个单元透镜的空间位置，当功率计上的功率读数达到最大时，顺序依次调节其余单元透镜，要保证功率计上的功率读数均达到最大，完成第一次迭代调节。重复以上调节步骤至少三次，直到调节各单元透镜空间位置时，功率计功率读数不再增加，即完成聚焦系统的调节。
[0021]最后采用光敏胶水，依次固定聚焦系统内各单元透镜，每固定一个单元透镜，都要对功率进行复核，若偏差大于0.3%，需要重新调节该单元透镜，直至功率偏差小于0.3%，其余单元透镜依此方法进行固定。
[0022]本实用新型并不局限于前述的【具体实施方式】。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
【权利要求】
1.一种高功率半导体激光光纤耦合系统，其特征是:包括有基准光源、光纤分束器、光纤分束器、半导体激光光纤耦合系统的输出光纤、聚焦系统和O。全反镜；所述基准光源的输出光纤与光纤分束器的输入光纤连接；所述半导体激光光纤耦合系统的输出光纤与光纤分束器的输出光纤连接；所述聚焦系统由多块单元透镜组成。
2.根据权利要求1所述的一种高功率半导体激光光纤耦合系统，其特征是:所述基准光源的输出光纤和半导体激光光纤耦合系统的输出光纤的数值孔径和芯径完全一致。
3.根据权利要求1所述的一种高功率半导体激光光纤耦合系统，其特征是:所述光纤分束器的各单元光纤和半导体激光光纤耦合系统输出光纤的数值孔径和芯径完全一致。
4.根据权利要求1所述的一种高功率半导体激光光纤耦合系统，其特征是:所述0°全反射镜的反射面与半导体激光光纤耦合系统的输出光纤端面保持平行。
5.根据权利要求1所述的一种高功率半导体激光光纤耦合系统，其特征是:所述光纤分束器分别与功率计和吸收池连接。
【文档编号】G02B6/42GK204028409SQ201420365962
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年7月4日 优先权日:2014年7月4日
【发明者】唐淳, 郭林辉, 余俊宏, 王昭, 谭昊, 高松信, 武德勇 申请人:中国工程物理研究院应用电子学研究所