半导体激光器的制作方法

文档序号:15461458发布日期:2018-09-18 18:15阅读:245来源:国知局

本发明涉及激光器技术领域,特别涉及半导体激光器。



背景技术:

一般半导体激光阵列由多个发光点构成,经过简单的光学成像整形后,总光束分布还是有强有弱,分布不够均匀。为此,有公开号为CN106941240A的专利申请公开了半导体激光器,其通过在慢轴方向上设置BAR条、FAC镜、聚焦透镜组、波导片以及成像透镜,使形成在慢轴方向上的光斑匀化。而且像点的尺寸比发光点尺寸放大n倍,增大了能量面积。实际上,其主要通过聚焦透镜组和波导片使光斑匀化,使像点的尺寸放大。

但是,在慢轴方向上增加聚焦透镜组和波导片,显然增加成像的光路距离。所以,也增加了半导体激光器的体积。



技术实现要素:

为解决上述的技术问题,本发明提出半导体激光器,改变传统的光路,在减小成像的光路距离的情况下,达到原来光斑匀化、像点的尺寸放大的效果。

为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:

半导体激光器,包括在慢轴方向上依次排列的光源、波导片、FAC镜、以及成像透镜;

还包括bar条正极板、bar条负极板、以及镜面腔室;

所述bar条正极板和所述bar条负极板在快轴方向上彼此贴合;

所述镜面腔室形成于所述bar条正极板和所述bar条负极板之间,并且在慢轴方向上敞开;

所述光源、所述波导片、以及所述FAC镜位于所述镜面腔室内,并且所述FAC镜覆盖在所述镜面腔室在慢轴方向上敞开的开口;所述成像透镜位于所述镜面腔室外;

其中,在快轴方向上多个所述bar条正极板、所述bar条负极板、以及所述镜面腔室直线阵列,任一个所述镜面腔室内均设有所述光源、所述波导片、以及所述FAC镜。

作为一种可实施方式,所述成像透镜为半凸透镜,所述半凸透镜的平面面向所述FAC镜所在的位置,所述半凸透镜的凸面背向所述FAC镜所在的位置。

作为一种可实施方式,在慢轴方向上,多个所述FAC镜均和所述成像透镜相对。

作为一种可实施方式,所述bar条正极板包括在快轴方向上对所述bar条负极板敞开、在慢轴方向上对所述波导片和所述FAC镜敞开的正极板出光口;

所述bar条负极板包括在快轴方向上对所述bar条正极板敞开、在慢轴方向上对所述波导片和所述FAC镜敞开的负极板出光口;

其中,当所述bar条正极板和所述bar条负极板彼此贴合时,所述正极板出光口和所述负极板出光口形成所述镜面腔室,并且在慢轴方向上敞开。

作为一种可实施方式,还包括玻璃绝缘片;

所述玻璃绝缘片包括在慢轴方向上敞开的采光口;所述采光口轮廓和所述开口轮廓相同;

其中,当所述bar条正极板和所述bar条负极板通过所述玻璃绝缘片彼此贴合时,所述正极板出光口、所述采光口、以及所述负极板出光口形成所述镜面腔室,并且在慢轴方向上敞开。

作为一种可实施方式,所述bar条正极板包括正极板倒角边;

所述bar条负极板包括负极板倒角边;

所述正极板倒角边和所述负极板倒角边位于同一侧,所述玻璃绝缘片相对所述正极板倒角边和所述负极板倒角边凸出。

作为一种可实施方式,所述波导片贴在所述FAC镜上;

所述FAC镜包括在慢轴方向上相对的平面和柱面;

所述波导片贴在所述FAC镜的平面上。

本发明相比于现有技术的有益效果在于:

本发明提供了半导体激光器,在整体布局上,仅包括bar条集成和成像透镜。并且两者在慢轴方向上排列。因此,相较于传统的光路,成像的光路距离减小了许多。而单个bar条集成包括在慢轴方向上依次排列的光源、波导片、FAC镜。单个bar条集成可以对光斑进行匀化、对像点的尺寸进行放大。因为,光源、波导片、以及FAC镜位于镜面腔室内,依靠这个镜面腔室使光源发光点匀化、倍增。由该发光点形成的光束经过波导片弥散后,从FAC镜输出。因此,可以在慢轴方向上获得匀化、像点尺寸放大的光斑。

附图说明

图1为本发明实施例提供的半导体激光器的慢轴方向和快轴方向的光路图;

图2为本发明实施例提供的半导体激光器的第一立体图;

图3为本发明实施例提供的半导体激光器的第二立体图;

图4为本发明实施例提供的半导体激光器的第三立体图;

图5为本发明实施例提供的激光合束方法的流程图。

图中:1、光源;2、波导片;3、FAC镜;4、成像透镜;5、bar条正极板;5a、正极板出光口;5b、正极板倒角边;6、bar条负极板;6a、负极板出光口;6b、负极板倒角边;7、镜面腔室;7a、开口;8、玻璃绝缘片;8a、采光口。

具体实施方式

以下结合附图,对本发明上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例,而不是全部实施例。

在一个实施例中,如图1和图2所示。本实施例提供了半导体激光器,其包括在慢轴方向上依次排列的光源1、波导片2、FAC镜3、以及成像透镜4。图1示出了多个bar条集成和成像透镜4之间的位置,并且多个bar条集成和成像透镜4在慢轴方向上排列。图2示出了一个bar条集成的光源1、波导片2、以及FAC镜3之间的位置,并且光源1、波导片2、以及FAC镜3在慢轴方向上依次排列。图中的b方向示出了该慢轴方向。需要注意的是,图中的b方向仅示出了单一方向。实际上,不论是b方向还是b方向的反方向,都是该慢轴方向。还需要注意的是,本实施例中的b方向也是以下任一其他实施例中的慢轴方向。本实施例提供了半导体激光器,其还包括bar条正极板5、bar条负极板6、以及镜面腔室7。bar条正极板5和bar条负极板6在快轴方向上彼此贴合。图中的a方向示出了该快轴方向。需要注意的是,图中的a方向仅示出了单一方向。实际上,不论是a方向还是a方向的反方向,都是该快轴方向。还需要注意的是,本实施例中的a方向也是以下任一其他实施例中的快轴方向。并且,镜面腔室7形成于bar条正极板5和bar条负极板6之间,并且在慢轴方向上敞开。参照图2,光源1、波导片2、以及FAC镜3位于镜面腔室7内,并且FAC镜3覆盖在镜面腔室7在慢轴方向上敞开的开口7a。再参照图1,成像透镜4位于镜面腔室7外。参照图3,在快轴方向上多个bar条正极板5、bar条负极板6、以及镜面腔室7直线阵列。并且,任一个镜面腔室7内均设有光源1、波导片2、以及FAC镜3。

在本实施例中,实际上半导体激光器仅包括bar条集成和成像透镜4。并且两者在慢轴方向上排列。因此,相较于传统的光路,成像的光路距离减小了许多。而单个bar条集成包括在慢轴方向上依次排列的光源1、波导片2、FAC镜3。单个bar条集成可以对光斑进行匀化、对像点的尺寸进行放大。因为,光源1、波导片2、以及FAC镜3位于镜面腔室7内,依靠这个镜面腔室7使光源1发光点匀化、倍增。由该发光点形成的光束经过波导片2弥散后,从FAC镜3输出。因此,可以在慢轴方向上获得匀化、像点尺寸放大的光斑。

在一个实施例中,如图1所示。本实施例提供了半导体激光器,成像透镜4为半凸透镜,半凸透镜的平面面向FAC镜3所在的位置,半凸透镜的凸面背向FAC镜3所在的位置。在本实施例中,多个并排的FAC镜3通过成像透镜4进行聚焦。

在一个实施例中,如图1所示。本实施例提供了半导体激光器,在慢轴方向上,多个FAC镜3均和成像透镜4相对。在本实施例中,多个并排的FAC镜3通过一个成像透镜4进行聚焦。

在一个实施例中,如图4所示。本实施例提供了半导体激光器,其bar条正极板5包括在快轴方向上对bar条负极板6敞开、在慢轴方向上对波导片2和FAC镜3敞开的正极板出光口5a。其bar条负极板6包括在快轴方向上对bar条正极板5敞开、在慢轴方向上对波导片2和FAC镜3敞开的负极板出光口6a。其中,当bar条正极板5和bar条负极板6彼此贴合时,正极板出光口5a和负极板出光口6a形成镜面腔室7,并且在慢轴方向上敞开。

在本实施例中,由于正极板出光口5a在两侧敞开、负极板出光口6a在两侧敞开,所以正极板出光口5a和负极板出光口6a形成镜面腔室7,并且两者在慢轴方向上形成了镜面腔室7的开口7a,图3示出了位于bar条正极板5和bar条负极板6之间的开口7a。

在一个实施例中,如图4所示。本实施例提供了半导体激光器,其包括玻璃绝缘片8。玻璃绝缘片8包括在慢轴方向上敞开的采光口8a;采光口8a轮廓和开口7a轮廓相同;其中,当bar条正极板5和bar条负极板6通过玻璃绝缘片8彼此贴合时,正极板出光口5a、采光口8a、以及负极板出光口6a形成镜面腔室7,并且在慢轴方向上敞开。

在本实施例中,通过绝缘片对bar条正极板5和bar条负极板6进行隔离是必要的。而采用玻璃绝缘片8不仅能对bar条正极板5和bar条负极板6进行隔离,也能对镜面腔室7内的溢光情况进行检测。因为玻璃绝缘片8的透明特性,可以作为光线传播的介质。相应的,采光口8a轮廓和开口7a轮廓相同,当bar条正极板5和bar条负极板6通过玻璃绝缘片8彼此贴合时,正极板出光口5a、采光口8a、以及负极板出光口6a形成镜面腔室7,可以从镜面腔室7内进行采光。

在一个实施例中,如图3所示。本实施例提供了半导体激光器,其bar条正极板5包括正极板倒角边5b,其bar条负极板6包括负极板倒角边6b。正极板倒角边5b和负极板倒角边6b位于同一侧,玻璃绝缘片8相对正极板倒角边5b和负极板倒角边6b凸出。

在本实施例中,通过使玻璃绝缘片8相对正极板倒角边5b和负极板倒角边6b凸出,可以更方便地外接光导纤维。

在一个实施例中,如图2所示。本实施例提供了半导体激光器,其波导片2贴在FAC镜3上;FAC镜3包括在慢轴方向上相对的平面和柱面;波导片2贴在FAC镜3的平面上,图中未标出平面和柱面。

在一个实施例中,如图5所示。本实施例提供了激光合束方法,基于以上任一实施例中的半导体激光器。该方法包括倍增步骤S100、匀化步骤S200、准直步骤S300、以及聚焦步骤S400。在倍增步骤S100中,对一个发光点提供的原始激光束进行倍增,并且生成散开的激光束。在匀化步骤S200中,对散开的激光束进行匀化,并且生成准平行光束。在准直步骤S300中,对准平行光束进行准直,并且生成平行光束。在聚焦步骤S400中,对多个发光点各自分别经过倍增、匀化、准直的平行光束进行合束,并且在慢轴方向上形成光斑。

在本实施例中,改变传统的光路,在减小成像的光路距离的情况下,达到原来光斑匀化、像点的尺寸放大的效果。因为,对一个发光点的倍增步骤S100、匀化步骤S200、以及准直步骤S300所需的光路距离较小。而在聚焦之前,已经对各个发光点单独地进行倍增、匀化、准直。而非像传统的光路中,对多个发光点集中地进行倍增、匀化、准直,占据较大的光路距离。

相应的,在其他实施例中,通过单侧敞开的镜面腔室7对一个发光点提供的原始激光束进行倍增,并且生成朝向镜面腔室7的敞开方向的散开的激光束。此外,倍增步骤、匀化步骤、以及准直步骤均在镜面腔室7内进行。此外,通过波导片2对散开的激光束进行匀化,并且生成准平行光束。此外,通过FAC镜3对准平行光束进行准直,并且生成平行光束。此外,通过成像透镜4对多个发光点各自分别经过倍增、匀化、准直的平行光束进行合束,并且在慢轴方向上形成光斑。

以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明,应当理解,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限定本发明的保护范围。特别指出,对于本领域技术人员来说,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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