一种VBG外腔半导体激光器快轴准直透镜组装装置及方法与流程

本发明涉及高功率VBG外腔半导体激光器波长锁定技术领域，具体涉及VBG外腔半导体激光器快轴准直透镜组装技术领域。

背景技术：

半导体激光器阵列(LDA)在激光加工、军事、医疗等领域有着广泛应用，其中十分重要的就是作为泵浦源应用于泵浦固体激光系统。

由于半导体激光器特殊的波导结构，其快轴发散角为30～60°、慢轴发散角为5～15°。较大的快轴发散角限制了半导体激光器的直接应用，需要对激光器快轴方向的光束进行压缩。最常使用FAC（快轴准直透镜）实现半导体激光器快轴方向光束的准直。

LDA作为泵浦源，要求其峰值波长匹配固体工作物质的吸收波长，以获取高效率的固体激光输出。由于固态工作物质对泵浦光的吸收谱宽极窄，而LDA的中心波长随结温变化是其固有的物理特性，其随温度的变化率约为0.3nm/℃，所以在较宽的环境温度范围内工作极易造成半导体激光的中心波长与固体激光的吸收波长失配，近年来，人们采用布拉格体光栅的反馈方式来实现高功率激光器阵列的波长锁定和光谱线宽的窄化，以增强LDA对环境的适应性，扩大其应用范围。

LDA出射的光经FAC透镜准直后，到达VBG（体布拉格光栅）且大部分将透过VBG，而波长在VBG中心波长处的光束则有部分被VBG反射回去。VBG作为外部反馈元件同半导体激光器构成外腔式激光器。

由于VBG外腔半导体激光器需要将与FAC准直透镜组装，若按照半导体激光器FAC准直透镜的固化方式，无法满足体光栅与准直透镜的组合装配。所以对VBG外腔半导体激光器FAC准直透镜采取新型的组装固定设计显得尤为重要。

因此，如何提供一种能够保证FAC准直透镜与透镜托盘相互垂直，实现二者的快速组装，结构简单，体积较小，操作容易、拆卸方便的VBG外腔半导体激光器快轴准直透镜组装装置及方法，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题，是提供一种VBG外腔半导体激光器快轴准直透镜组装装置及方法，能够保证FAC准直透镜与透镜拖盘相互垂直组装，实现二者的快速组装，结构简单，体积较小，操作容易、拆卸方便，工作效率高。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种VBG外腔半导体激光器快轴准直透镜组装装置，包括用于放置FAC准直透镜的金属载体，间隔板和压在FAC准直透镜上部的金属块；所述金属载体上部设有一个直角面，直角面用于放置需要组装的相互垂直的FAC准直透镜和透镜托盘，直角面的长度与快轴准直透镜相适配；所述间隔板的横断面为矩形，厚度根据要求设定，间隔板能与直角面的立面紧贴配合。

作为优选，所述直角面的横断面朝上倾斜。

作为优选，所述直角面相对于水平方向的倾斜角a为10°～30°。

作为优选，所述间隔板与直角面的立面之间及透镜托盘与FAC准直透镜的下端面之间均通过紫外固化胶粘贴固定。

作为优选，所述紫外固化胶的厚度为1mm。

作为优选，所述金属块为矩形立柱，其长度与FAC准直透镜长度相同。

一种VBG外腔半导体激光器快轴准直透镜组装方法，采用上述中任一项所述的一种VBG外腔半导体激光器快轴准直透镜组装装置进行组装，包括以下步骤：A）将间隔板置于金属载体的直角面的立面上，与直角面的立面紧密贴合；B）将透镜托盘置于金属载体的直角面的横面上，透镜托盘的侧端面抵在金属载体的直角面的立面上；C）在透镜托盘上表面放置FAC准直透镜的位置涂抹紫外固化胶；D）将FAC准直透镜以平行移动的方式垂直放置于透镜托盘上，并且FAC准直透镜的平面紧贴间隔板；E）将金属块放置于FAC准直透镜上，对其施以重力压力，使FAC准直透镜与透镜托盘贴合；F）对准FAC准直透镜与透镜托盘贴合处，对其进行紫外光照射，固化完成之后，移开金属块，即可将FAC准直透镜与透镜托盘一并取出。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本组装装置包括设有直角面的金属载体，并在直角面的立面上固定间隔板，将FAC准直透镜以平行移动的方式垂直放置于位于直角面横面的透镜托盘上，并且紧贴所述间隔板，将金属块放置于FAC准直透镜上，对其施以重力压力，使FAC准直透镜与透镜托盘贴合。然后对准FAC准直透镜与透镜托盘贴合处，对其进行紫外光照射，固化完成之后，移开金属块，即可将FAC准直透镜与透镜托盘一并取出。本组装装置及组装方法采用金属块，能在不损伤透镜前提下紧压FAC准直透镜，达到固定FAC准直透镜的目的，也同时满足在固化时低位移或不位移效果，在固化完成后，移开金属块，即可将FAC准直透镜与透镜托盘一并取出。具有结构简单、体积较小、操作容易、拆卸方便、工作效率高的特点。

附图说明

图1为本发明的组装装置一个实施例的结构示意图；

图2为图1的侧面视图；

各图号名称为：1—金属载体，2—间隔板，3—金属块，4—FAC准直透镜，5—透镜托盘，6—直角面，a—直角面相对于水平方向的倾斜角。

具体实施方式

下面结合附图及一个实施例对本发明作进一步详细的说明。

如图1、图2所示，本发明的组装装置包括用于放置FAC准直透镜4的金属载体1，间隔板2和压在FAC准直透镜4上部的金属块3；所述金属载体1上部设有一个直角面6，直角面6用于放置需要组装的相互垂直的FAC准直透镜4和透镜托盘5，直角面6的长度与快轴准直透镜相适配；所述间隔板2的横断面为矩形，厚度根据要求设定，间隔板2能与直角面6的立面紧贴配合。

上述装置的有益效果在于：间隔板2与透镜托盘5由于放置在设有直角面6的金属载体1的立面和横面上而相互垂直，FAC准直透镜4通过紧贴间隔板2以保证与透镜托盘5垂直，同时间隔板2的厚度保证FAC准直透镜4与透镜托盘5的边缘保持适当的准直距离，金属块3对FAC准直透镜4施以重力压力以减少FAC准直透镜4因液体粘着力与透镜托盘5产生的缝隙，使FAC准直透镜4在固化时低位移或不位移，在固化完成后，移开金属块3，即可将FAC准直透镜4与透镜托盘5一并取出。本装置采用的含有直角面6的金属载体1，用来保证FAC准直透镜4与透镜拖盘5相互垂直，为后续的准直工艺提供条件，方便简易；采用的间隔板2能使FAC准直透镜4与透镜托盘5边缘相距一定的准直距离，为后续的准直工艺奠定基础；采用金属块3，能在不损伤透镜前提下紧压FAC准直透镜4，达到固定FAC准直透镜4的目的，也同时满足在固化时低位移或不位移效果，在固化完成后，移开金属块3，即可将FAC准直透镜4与透镜托盘5一并取出。具有结构简单、体积较小、操作容易、拆卸方便的特点。

进一步的，所述直角面6的横断面朝上倾斜，且直角面6相对于水平方向的倾斜角a为10°～30°，即直角面6的横面与水平方向的夹角为10°～30°。上述结构设计更能保证在固化过程中使FAC准直透镜4与透镜拖盘5相互垂直。

进一步的，所述间隔板2与直角面6的立面之间及透镜托盘5与FAC准直透镜4的下端面之间均通过紫外固化胶粘贴固定，且紫外固化胶的厚度为1mm。固定更加牢固。

进一步的，所述金属块3为矩形立柱，其长度与FAC准直透镜4长度相同。上述结构设计保证了FAC准直透镜4与所述透镜托盘5受力均匀，粘结牢固可靠。

一种VBG外腔半导体激光器快轴准直透镜组装方法，采用上述所述的VBG外腔半导体激光器快轴准直透镜组装装置进行组装，包括以下步骤：A）将间隔板2置于金属载体1的直角面6的立面上，与直角面6的立面紧密贴合；B）将透镜托盘5置于金属载体1的直角面6的横面上，透镜托盘5的侧端面抵在金属载体1的直角面6的立面上；C）在透镜托盘5上表面放置FAC准直透镜4的位置涂抹紫外固化胶；D）将FAC准直透镜4以平行移动的方式垂直放置于透镜托盘5上，并且FAC准直透镜4的平面紧贴间隔板2；E）将金属块3放置于FAC准直透镜4上，对其施以重力压力，使FAC准直透镜4与透镜托盘5贴合；F）对准FAC准直透镜4与透镜托盘5贴合处，对其进行紫外光照射，固化完成之后，移开金属块3，即可将FAC准直透镜4与透镜托盘5一并取出。

上述组装方法采用金属块3，能在不损伤透镜前提下紧压FAC准直透镜4，达到固定FAC准直透镜4的目的，也同时满足在固化时低位移或不位移效果，在固化完成后，移开金属块3，即可将FAC准直透镜4与透镜托盘5一并取出。操作容易、拆卸方便、工作效率高。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。