一种半导体激光器准直光路的制作方法

1.本实用新型属于半导体激光器领域，涉及一种半导体激光器准直光路。


背景技术：

2.半导体激光器具有质量轻、调制效率高、体积小等特点，在民用、军用、医疗等领域应用比较广泛。半导体激光器的特殊结构，决定了它在平行和垂直于结平面的两个方向上发散角不对称，如说明书附图1、附图2所示，图1为半导体激光器的快轴方向激光发散角原理图，图2为半导体激光器的慢轴方向激光发散角原理图。如图1、2中所示，由于半导体激光器101输出的激光束在快轴方向和慢轴方向有不同的发散角，导致光强分布不均匀，远场呈现狭长的椭圆光斑，光束质量差，因此必须先对半导体激光器发出的激光进行整形，然后再使用。
3.现有对半导体激光器的光束进行准直的方式包括以下两种：
4.（1）单透镜准直
5.由于半导体激光器的快轴方向发散角较大，若要获得较高的出光效率，需要采用大口径的单透镜对出射光束进行准直，而大口径单透镜的使用往往导致整个装置的外形尺寸过大。
6.（2）双柱面镜准直
7.使用两个相互垂直的柱面镜，对激光束的快慢轴分别进行准直。虽然通过双柱面镜准直可以得到较好的出光效率和准直度，但由于使用的柱面镜的镜片非旋转对称，导致需要借助专门的工具对准直光路进行调试，从而不利于量产。
8.因此，目前常用的上述两种半导体激光器准直装置，单透镜准直装置无法兼顾装置的外形尺寸和半导体激光的出光效率问题，而双柱面镜的准直方案导致调试过程繁琐，不利于控制光路一致性，从而影响出光效果。


技术实现要素：

9.鉴于现有半导体激光器准直装置的各种不便之处，本实用新型提出了一种新型半导体激光器准直光路，具体技术方案如下。
10.一种半导体激光器准直光路，所述光路包括半导体激光器、快轴压缩镜、第一透镜和第二透镜，所述半导体激光器、快轴压缩镜、第一透镜、第二透镜依次沿光轴排列；
11.所述快轴压缩镜用于对所述半导体激光器输出光的快轴方向进行预压缩，降低发散角；
12.所述第一透镜的有效通光口径与所述快轴压缩镜输出的激光光束尺寸匹配，所述第二透镜的有效通光口径与所述第一透镜输出的激光光束尺寸匹配；
13.所述第一透镜与所述第二透镜为凹凸透镜组合。
14.优选的，所述半导体激光器输出光为单模激光或者多模激光。
15.优选的，所述快轴压缩镜被封装在半导体激光器内部。
16.优选的，所述第一透镜为任意旋转对称面型凹透镜。
17.优选的，所述第二透镜为任意旋转对称面型凸透镜。
18.优选的，所述第一透镜与所述快轴压缩镜之间的间距可调，所述第二透镜的位置依据第一透镜到所述快轴压缩镜的间距变化进行调节。
19.根据以上方案，本实用新型提供的一种半导体激光器准直光路，用快轴压缩镜对半导体激光器光束的快轴方向进行发散角的压缩，实现与慢轴发散角基本一致的光斑输出效果；凹透镜的有效通光口径与压缩后的激光光束尺寸匹配，实现对激光的发散效果；凸透镜的有效通光口径与发散后的激光光束尺寸匹配，实现对激光的准直效果；凹凸透镜为一组透镜组合，通过组合可实现较长的等效焦距和较短的准直系统长度。因此，本实用新型提供的准直光路可以实现高激光准直度，高出光效率，同时减小了外形尺寸。另外，本使用新型中的凹透镜和凸透镜为任意旋转对称面型，降低了装调难度，提升了装配效率。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1 是本实用新型所公开的快轴方向激光发散角原理示意图；
22.图2 是本实用新型所公开的慢轴方向激光发散角原理示意图；
23.图3 是本实用新型所公开的快轴压缩镜光学效果示意图；
24.图4 是本实用新型所公开的快轴压缩激光经过凹凸透镜组合的准直光路示意图。
25.图中，100、封装后的半导体激光器，101、半导体激光器，102、快轴压缩镜，200、凹透镜，300、凸透镜，400、光轴。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.本实施例提供一种半导体激光器准直光路。
28.如说明书附图3所示，为了修正半导体激光器101在快轴和慢轴两个方向上发散角不一致的状况，采用快轴压缩镜102对快轴方向原本较大的激光发散角进行压缩，快轴压缩镜102可以集成于半导体激光器的封装结构100之中；经快轴压缩镜102后的激光在快轴方向具备与慢轴方向一致的发散角。
29.如说明书附图4所示，经封装后的半导体激光器100、凹透镜200、凸透镜300依次沿光轴400排列，且其中心均位于光轴上。经快轴压缩后的半导体激光光束尺寸与凹透镜200的有效通光口径匹配，经凹透镜200后，激光光束被发散并沿光轴方向继续传播；经发散作用的激光光束口径与凸透镜300的有效通光口径匹配，经凸透镜300后，激光光束准直出射。
30.本实施例中，凹透镜200和凸透镜300均为任意旋转对称面型透镜。
31.本实施例中，半导体激光器101可为单模或多模激光器输出。
32.另外，本实施例中的准直光路，凹透镜200与快轴压缩镜102之间的间距可调，凸透镜300的位置依据凹透镜200到快轴压缩镜102之间的间距变化进行调节。
33.由于上述准直光路中通光口径匹配的缘故，准直光路可实现较高的出光效率；且光路中凹凸透镜为一组透镜组合，通过组合可实现更长的光路等效焦距和更短的准直光路系统长度。因此，本实施例提供的半导体激光器准直光路一方面可以实现较高的激光准直度，同时减小了准直系统的外形尺寸；另一方面由于光路中凹凸透镜均为旋转对称面型，无需考虑与快慢轴的相对方向，降低了准直系统的装调难度，提升了系统装配效率。
34.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种半导体激光器准直光路，其特征在于，所述光路包括半导体激光器、快轴压缩镜、第一透镜和第二透镜，所述半导体激光器、快轴压缩镜、第一透镜、第二透镜依次沿光轴排列；所述快轴压缩镜用于对所述半导体激光器输出光的快轴方向进行预压缩，降低快轴发散角；所述第一透镜的有效通光口径与所述快轴压缩镜输出的激光光束尺寸匹配，所述第二透镜的有效通光口径与所述第一透镜输出的激光光束尺寸匹配；所述第一透镜与所述第二透镜为凹凸透镜组合。2.根据权利要求1所述的一种半导体激光器准直光路，其特征在于，所述半导体激光器输出光为单模激光或者多模激光。3.根据权利要求1所述的一种半导体激光器准直光路，其特征在于，所述快轴压缩镜被集成在所述半导体激光器的封装结构内部。4.根据权利要求1所述的一种半导体激光器准直光路，其特征在于，所述第一透镜为任意旋转对称面型凹透镜。5.根据权利要求4所述的一种半导体激光器准直光路，其特征在于，所述第二透镜为任意旋转对称面型凸透镜。6.根据权利要求1所述一种半导体激光器准直光路，其特征在于：所述第一透镜与所述快轴压缩镜之间的间距可调，所述第二透镜的位置依据所述第一透镜到所述快轴压缩镜的间距变化进行调节。

技术总结
本实用新型提供了一种半导体激光器准直光路。准直光路包括半导体激光器、快轴压缩镜、第一透镜和第二透镜，所述半导体激光器、快轴压缩镜、第一透镜、第二透镜依次沿光轴排列；所述快轴压缩镜用于对所述半导体激光器输出光的快轴方向进行预压缩，降低发散角；所述第一透镜的有效通光口径与所述快轴压缩镜输出的激光光束尺寸匹配，所述第二透镜的有效通光口径与所述第一透镜输出的激光光束尺寸匹配；所述第一透镜与所述第二透镜为凹凸透镜组合。本实用新型提供的半导体激光器准直光路，可以在较小的光路系统外形尺寸条件下，实现半导体激光器的输出光束达到较高的准直度，而且可以兼顾激光器的出光效率，达到出光效率与准直系统尺寸的匹配；另一方面本实用新型中准直方案的光路调试过程相对简单，较容易实现光路一致性，出光效果良好。出光效果良好。出光效果良好。


技术研发人员：马英俊 李宝
受保护的技术使用者：安徽光智科技有限公司
技术研发日：2022.01.19
技术公布日：2022/7/4