1.一种基于多个半导体激光短巴条的光纤耦合激光器,包括激光光源、光学耦合装置和目标光纤(27),其特征在于:所述激光光源包括m个半导体激光短巴条(21),每个半导体激光短巴条(21)包括在慢轴方向的n个单管,其中n≥2;光学耦合装置包括与半导体激光短巴条(21)对应的快轴准直器(22)、慢轴准直器(23)、合束器、光束整形器(25)以及聚焦镜(26);半导体激光短巴条(21)发出的光束依次通过快轴准直器(22)、慢轴准直器(23)以及合束器之后形成光束阵列,再经过光束整形器(25)整形,使得光束尺寸在快慢轴方向基本相同,最后经聚焦镜(26)聚焦耦合到目标光纤(27)。
2.如权利要求1所述的光纤耦合激光器,其特征在于:所述每个半导体激光短巴条为独立封装。
3.如权利要求1所述的光纤耦合激光器,其特征在于:所述快轴准直器(22)和/或慢轴准直器(23)为对光束质量破坏小的微透镜或微透镜阵列。优选的,所述微透镜为非球面柱透镜,或者微透镜阵列为非球面柱透镜阵列。
4.如权利要求1所述的光纤耦合激光器,其特征在于:所述快轴准直器(22)的焦距设置为使得准直后快轴方向上光束宽度d接近相邻光束的快轴间距l。
5.如权利要求1所述的光纤耦合激光器,其特征在于:所述慢轴准直器(23)的焦距设置为使得准直后慢轴方向上光束长度s接近相邻光束的慢轴间距q。
6.如权利要求1所述的光纤耦合激光器,其特征在于:所述光束整形器(25)为慢轴扩束器或快轴缩束器。
7.如权利要求1所述的光纤耦合激光器,其特征在于:所述聚焦镜(26)为在快慢轴方向同时聚焦的对称透镜,或者所述聚焦镜(26)为分别在快轴和慢轴方向上设置的透镜。
8.如权利要求1所述的光纤耦合激光器,其特征在于:m个半导体激光短巴条(21)沿其快轴方向顺序设置,所述合束器为m个反射镜,与m个半导体激光短巴条(21)一一对应,在m个半导体激光短巴条(21)的出射方向上错开设置。
9.如权利要求1所述的光纤耦合激光器,其特征在于:所述激光光源还包括在慢轴方向设置一个或多个半导体激光短巴条。
10.一种光纤耦合激光器系统,其特征在于:包括多个如权利要求1-9之一所述的光纤耦合激光器,多个光纤耦合激光器之间采用偏振合束和/或波长合束。
11.一种如权利要求1-9中任一项所述的光纤耦合激光器或如权利要求10所述的光纤耦合激光器系统的优化方法,其特征在于:包括如下步骤:
1)根据目标光纤的参数,确定可接收光束的最大光束参数积BPPfiber;
2)根据光纤耦合原则,确定慢轴方向上允许的最大光束参数积BPPslow;
3)根据每个单管的慢轴光束参数积BPP1/slow,计算出每个半导体激光短巴条最多可容纳的单管数目nmax,根据n≤nmax确定单管数目n;
4)根据已确定的单管数目n,计算此时半导体激光短巴条的实际慢轴光束参数积BPP’slow,并结合可接收光束的最大光束参数积BPPfiber,算出快轴方向上允许的最大光束参数积BPPfast;
5)根据每个半导体激光短巴条的快轴光束参数积BPP1/fast,计算快轴方向上最多可容纳的半导体激光短巴条数量mmax,根据m≤mmax确定半导体激光短巴条数量m。优选的,n=nmax,m=mmax。
12.如权利要求11所述的优化方法,其特征在于:
步骤1)采用如下公式计算:
BPPfiber=rα,
其中,r为目标光纤参数的半径,α为对应的接收角;
步骤2)采用如下公式计算:
步骤3)采用如下公式计算:
ηslow为慢轴方向的光束占空比,其中,s为光束准直后在慢轴方向上的光束长度,q为光束准直后在慢轴方向相邻两个光束之间的间距,即半导体激光短巴条中相邻单管之间的间距;
步骤4)采用如下公式计算:
BPP’slow=nBPP1/slow/ηslow,
步骤5)采用如下公式计算:
ηfast为快轴方向的光束占空比:其中,d为光束准直后在快轴方向上的光束宽度,l为光束准直后在快轴方向相邻两个条光束之间的间距,即相邻两个半导体激光短巴条的间距。