专利名称：高功率半导体激光器防止反射光损伤装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种激光器防护装置，特别涉及一种高功率半导体激光器防止反射光损伤装置，属于激光技术领域。
背景技术：
半导体激光材料加工中，当高能激光束照射到那些对激光吸收率较低的材料或是表面光洁度较高的材料时，工件会反射大量激光能量，部分反射光会沿原光路回射到半导体激光发光芯片。由于激光束的功率密度很高，回射到半导体激光发光芯片的反射光短时间内就会产生大量的热能，导致半导体激光发光芯片的烧损，使得激光器功率下降，严重时会彻底损坏半导体激光器。为了保证半导体激光器正常工作，延长半导体激光器的寿命，就需要对高功率半导体激光器进行防反射光损伤的保护。目前的半导体激光器防止反射光损伤的装置，主要是光隔离器，其只对低小功率的半导体激光器有效，还没有针对高功率半导体激光器防止反射光损伤的相关装置。
实用新型内容本实用新型提供了一种高功率半导体激光器防止反射光损伤装置，该装置可以对半导体激光材料加工过程中由于工件反射而按照原出射光路回到半导体激光发光芯片表面的光束进行分离，防止其损伤半导体激光器。本实用新型的基本思路为半导体激光发光芯片发出的激光束是线偏振光，线偏振光分为P线偏振光和S线偏振光，P线偏振光的偏振方向与激光器慢轴方向平行，S线偏振光的偏振方向与激光器慢轴方向垂直。偏振方向不同的线偏振光经同一方向入射到偏振分光镜上后，其传输方向会发生不同的变化，一种线偏振光会透射通过偏振分光镜，另一种线偏振光会在偏振分光镜面发生反射。线偏振光经过λ/4波片后会变为圆偏振光，该圆偏振光再次经过λ /4波片后会变为偏振方向与原线偏振光偏振方向垂直的线偏振光。利用半导体激光束是线偏振光的特性，在其出射光路中依次放置一片偏振分光镜和一片λ/4波片，半导体激光发光芯片出射的线偏振光先经过偏振分光镜，然后经过λ/4 波片，变为圆偏振光，照射到工件上，工件反射的部分光束沿原出射光路返回，再次经过 λ/4波片后变为与原出射线偏振光偏振方向垂直的线偏振光，再次经过偏振分光镜时，其传输方向会发生与原线偏振光不同的变化，即从原出射光路中分离出来，无法照射到半导体激光发光芯片的表面，防止了工件反射光对半导体激光器的损伤。本实用新型采用的技术方案如下高功率半导体激光器防止反射光损伤装置，其特征在于所述装置包括在半导体激光器的出射光路中依次放置的偏振分光镜和λ/4波片；半导体激光器发光芯片出射的线偏振光束依次经过偏振分光镜和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分光镜，偏振分光镜偏离出射的线偏振光束的方向上设置有吸收体。所述的半导体激光器为单波长或多波长半导体激光器。[0009]所述的半导体激光器是半导体激光一维或二维阵列。所述的半导体激光器是单管半导体激光器。所述的偏振分光镜是镀膜镜片或棱镜。所述的偏振分光镜是P线偏振光透射S线偏振光反射式分光镜或S线偏振光透射 P线偏振光反射式分光镜。所述的λ /4波片是透射式波片或反射式波片。所述的偏振分光镜与半导体激光器输出光路光轴的夹角取决于偏振分光镜的特性，所述的λ/4波片与半导体激光器输出光路光轴的夹角取决于λ/4波片的特性。所述的吸收体是反射光完全吸收体，其与反射光的光轴成任意角度放置，或者所述的吸收体是反射光部分吸收体，其与反射光的光轴成非垂直角度放置，防止未吸收的反射光再次反射到激光器的光路中。所述的线偏振光束包括P线偏振光和S线偏振光。
图1单波长半导体激光器防止反射光损伤装置结构示意图1 ；图2单波长半导体激光器防止反射光损伤装置结构示意图2 ；图3单波长半导体激光器防止反射光损伤装置结构示意图3 ；图4单波长半导体激光器防止反射光损伤装置结构示意图4 ；图5多波长半导体激光器防止反射光损伤装置结构示意图；图中，1、4、5、7、9是偏振分光镜，2、3、6、8、10是λ/4波片，A是反射镜，B是波长合
束镜，C是波长合束镜，Μ、Μ1、Μ2、Μη是吸收体，11是工件，T、1T、2T........ηΤ是线偏振光
束，T1、1T1、2T1........nTl是圆偏振光束，Τ2、1Τ2、2Τ2，.......ηΤ2是工件反射的部分光
束，T3、1T3、2T3、......、ηΤ3是线偏振光束，LD、LD1、LD2、.......LDn是半导体激光发光芯片。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本实用新型作进一步说明实施例1 如图1所示，半导体激光发光芯片的出射光为P线偏振光主要包括与光轴成45度角放置的偏振分光镜1，偏振分光镜1为P线偏振光透射S线偏振光反射式分光镜，与光轴垂直放置的λ/4透射式波片2和与光轴成45度角放置的吸收体M。从λ波长的半导体激光发光芯片出射的P线偏振光束T经过偏振分光镜1后，依然是P线偏振光束，然后经过 λ /4波片2后变为圆偏振光束Tl，圆偏振光束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，再次经过λ/4波片2后变为S线偏振光束Τ3，S线偏振光束 Τ3经过偏振分光镜1后发生90度反射，偏离了出射线偏振光束光束T的方向，照射到吸收体M上，致使S线偏振光束Τ3无法照射到半导体激光发光芯片的表面，防止了工件反射光对半导体激光器的损伤。实施例2 如图2所示，其中，λ /4波片2为反射式波片，其与光轴成45度角放置，其余设置同实施例1。实施例3 如图3所示，其中，偏振分光镜4为S线偏振光透射P线偏振光反射式分光镜，其余设置同实施例1。实施例4 如图4所示，其中，偏振分光镜4为S线偏振光透射P线偏振光反射式分光镜，λ /4 波片2为反射式波片，其余设置同实施例1。实施例5 多波长半导体激光器系统中，在每个波长的半导体激光器的P线出射光路中依次放置一片偏振分光镜，一片λ /4波片和一个吸收体，如图5所示。从波长λ 1的半导体激光发光芯片LDl出射的线偏振光束IT先经过偏振分光镜5，然后经过λ/4波片6后变为圆偏振光束1Τ1，圆偏振光束ITl依次经过反射镜Α、波长合束镜B、波长合束镜C后照射到工件 11上，工件11反射的部分光束1Τ2沿原出射光路返回，经过波长合束镜C、波长合束镜B、反射镜A后，再次经过λ /4波片6后变为与出射光束IT偏振方向垂直的S线偏振光束1Τ3， S线偏振光束1Τ3经过偏振分光镜5后，会偏离原出射线偏振光束IT的传输方向，而照射到吸收体Ml上。从波长λ 2的半导体激光发光芯片LD2出射的线偏振光束2Τ先经过偏振分光镜7，然后经过λ /4波片8后变为圆偏振光束2Τ1，圆偏振光束2Τ1依次经过波长合束镜B、波长合束镜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，经过波长合束镜C、波长合束镜B后，再次经过λ /4波片8后变为与出射线偏振光束光束2Τ偏振方向垂直的S线偏振光束2Τ3，S线偏振光束2Τ3经过偏振分光镜7后，会偏离原出射线偏振光束2Τ的传输方向，而照射到吸收体Μ2上。从波长λιΓ的半导体激光发光芯片LDn 出射的线偏振光束ηΤ先经过偏振分光镜9，然后经过λ/4波片10后变为圆偏振光束nTl， 圆偏振光束nTl经过波长合束镜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，经过波长合束镜C后，再次经过λ/4波片10后变为与出射线偏振光束ηΤ偏振方向垂直的S线偏振光束nT3，S线偏振光束ηΤ3经过偏振分光镜9后，会偏离原出射线偏振光束ηΤ的传输方向，而照射到吸收体Mn上。由此使得工件反射的部分光束无法照射到半导体激光发光芯片的表面，实现了半导体激光器在激光材料加工过程中防止反射光损伤的目的。以上所述为本实用新型的几个实施例，当然本实用新型的内容并不局限于所述实施例的内容，本专业的普通技术人员可对其进行一些变换，只要其方法与本实用新型所叙述的一致，均应视为本实用新型所包括的范围。
权利要求1.高功率半导体激光器防止反射光损伤装置，其特征在于所述装置包括在半导体激光器的出射光路中依次放置的偏振分光镜和λ/4波片；半导体激光发光芯片出射的线偏振光束依次经过偏振分光镜和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分光镜，偏振分光镜偏离出射的线偏振光束的方向上设置有吸收体。
2.根据权利要求1所述的高功率半导体激光器防止反射光损伤装置，其特征在于所述的半导体激光器为单波长或多波长半导体激光器。
3.根据权利要求1所述的高功率半导体激光器防止反射光损伤装置，其特征在于所述的半导体激光器是半导体激光一维或二维阵列。
4.根据权利要求1所述的高功率半导体激光器防止反射光损伤装置，其特征在于所述的半导体激光器是单管半导体激光器。
5.根据权利要求1所述的高功率半导体激光器防止反射光损伤装置，其特征在于所述的偏振分光镜是镀膜镜片或棱镜。
6.根据权利要求1所述的高功率半导体激光器防止反射光损伤装置，其特征在于所述的偏振分光镜是P线偏振光透射S线偏振光反射式分光镜或S线偏振光透射P线偏振光反射式分光镜。
7.根据权利要求1所述的高功率半导体激光器防止反射光损伤装置，其特征在于所述的λ/4波片是透射式波片或反射式波片。
8.根据权利要求1所述的高功率半导体激光器防止反射光损伤装置，其特征在于所述的偏振分光镜与半导体激光器输出光路光轴的夹角取决于偏振分光镜的特性，所述的 λ /4波片与半导体激光器输出光路光轴的夹角取决于λ /4波片的特性。
9.根据权利要求1所述的高功率半导体激光器防止反射光损伤装置，其特征在于所述的吸收体是反射光完全吸收体，其与反射光的光轴成任意角度放置，或者所述的吸收体是反射光部分吸收体，其与反射光的光轴成非垂直角度放置。
10.根据权利要求1所述的高功率半导体激光器防止反射光损伤装置，其特征在于所述的线偏振光束包括P线偏振光和S线偏振光。
专利摘要本实用新型涉及一种高功率半导体激光器防止反射光损伤装置，属于激光技术领域。本装置包括偏振分光镜、λ/4波片和吸收体。本实用新型在半导体激光发光芯片的出射光路中依次放置偏振分光镜和λ/4波片，利用半导体激光束是线偏振光的特性，通过λ/4波片改变工件反射光束的偏振特性，再采用偏振分光镜将反射光从半导体激光阵列的出射光束中分离出去，使得反射光无法沿照射到半导体激光发光芯片的表面，防止了半导体激光器在激光材料加工过程中反射光的损伤。
文档编号H01S5/00GK201946875SQ20102064108
公开日2011年8月24日 申请日期2010年11月26日 优先权日2010年11月26日
发明者刘友强, 曹银花, 王智勇, 秦文斌 申请人:山西飞虹激光科技有限公司