一种激光与指示光同轴半导体激光器模组的制作方法

本技术涉及激光器制造，具体涉及一种激光与指示光同轴半导体激光器模组。

背景技术：

1、蓝光半导体激光器输出的波长在400nm～500nm范围，获得蓝光半导体激光方法有三种，一种是直接发射蓝光的激光二极管ld，一种是ld倍频的蓝色光源，一种是ld泵浦通过非线性光学手段获得的蓝色激光器。蓝光半导体激光器一般采用gan类半导体材料直接获得蓝光激光。由于半导体有源层自身结构的特性，导致光束在快轴方向上发散角大(30°～70°)，在慢轴方向上发散角小(5°～25°)，蓝光半导体激光器输出光束为线偏振光，偏振方向与慢轴方向相同。对于快轴方向由于其光束质量接近于衍射极限，其理论模型定义为基模高斯光束；对于慢轴方向由于其发散角小但光束较宽，故其理论模型定义为超高斯光束。光束经过快慢轴分别准直后，可改善光束质量，小的发散角和较好的光束质量有利于光束合光，才能在工业加工、医疗等领域中发挥更大的作用。

2、蓝光半导体激光器稳定性高、电光效率高，广泛应用于激光加工(如铜、金)、医疗、水下通信、激光泵浦等领域。蓝光半导体激光器的最新发展使每个发射极的光输出功率高达5.5w，结合空间合束、偏振合束、光纤合束、光纤捆绑等方式提高输出功率可以获得高功率的蓝光半导体激光器。

3、因蓝光激光波长的特点，使得蓝光半导体激光器在金属、非金属切割、雕刻表现优异。并且体积小巧，广受制作工艺品人的爱戴。

4、现有方案为：指示光光束与激光光束不同轴，指示光指示位置与激光作用点不在同一个位置，欲使激光加工位置与指示光指示位置相同，需在控制系统进行设置，人为操作误差和机器控制精度影响较大。

技术实现思路

1、因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服人为操作产生误差、机器控制精度差的缺陷，从而提供一种激光与指示光同轴半导体激光器模组。

2、一种激光与指示光同轴半导体激光器模组，包括：壳体、镜头帽、红光激光器、第一蓝光半导体激光器、第二蓝光半导体激光器、偏振合束镜、半波片、平凹柱面镜、平凸柱面镜、合束镜、聚焦镜和窗口片；

3、所述镜头帽与壳体固连，所述红光激光器、第一蓝光半导体激光器、第二蓝光半导体激光器、偏振合束镜、半波片、平凹柱面镜、平凸柱面镜、合束镜、聚焦镜和窗口片都设置在壳体的凹槽内，其中第一蓝光半导体激光器和第二蓝光半导体激光器分别固连在壳体的两个面上，且二者十字交叉排列，二者尾部都延伸至壳体的外部；第一蓝光半导体激光器的光轴与壳体长度方向同向，第一蓝光半导体激光器的慢轴方向与十字交叉所构成的平面平行；第二蓝光半导体激光器的光轴与壳体长度方向垂直，第二蓝光半导体激光器慢轴方向与十字交叉所构成的平面平行；红光激光器与第二蓝光半导体激光器固连在同一个面上，且红光激光器远离第二蓝光半导体激光器；第二蓝光半导体激光器的出光面前端粘结有半波片；

4、所述第一蓝光半导体激光器和第二蓝光半导体激光器所发射的光束通过偏振合束镜进行合束，合束的光束依次穿过平凹柱面镜和平凸柱面镜进行光束整形和准直，整形准直后的光束通过合束镜与红光激光器发射的红光进行合束，合束后的蓝光和红光同时经过聚焦镜汇聚并透过窗口片射出。

5、进一步，所述第一蓝光半导体激光器的尾部和第二蓝光半导体激光器的尾部分别固连有第二铜压块和第一铜压块。

6、进一步，所述第一蓝光半导体激光器与壳体的接触面、壳体与第二铜压块接触面、第二蓝光半导体激光器与壳体的接触面、壳体与第一铜压块的接触面都涂有导热硅脂。

7、进一步，所述半波片的光轴方向与蓝光半导体激光器光轴方向夹角为45°。

8、进一步，所述聚焦镜通过第一压圈和第一密封圈固定在壳体的聚焦镜安装槽内。

9、进一步，所述窗口片通过第二压圈和第二密封圈固定在镜头帽的窗口片安装槽内。

10、进一步，所述激光与指示光同轴半导体激光器模组还包括密封盖，所述密封盖与壳体的凹槽配合连接。

11、进一步，所述平凹柱面镜和平凸柱面镜表面镀蓝光波段增透膜。

12、进一步，所述红光激光器通过顶丝固定在壳体上。

13、进一步，所述壳体上还设有第一螺纹孔和第二螺纹孔，所述第一螺纹孔与密封盖在同一个面上，所述第二螺纹孔与红光激光器和第二蓝光半导体激光器在同一平面上。

14、本实用新型技术方案采用点状光斑、发散角可调、波长为650nm红光激光器与波长合束镜实现指示光光束和激光光束同轴发射，此波长合束镜依靠特定的膜系实现455nm蓝光光束透射，650nm红光光束反射，透过率和反射率均可达95％。应用精密光学设备进行合光，可达高精度同轴性。指示光红光和蓝光波长接近，应用同一片聚焦镜会聚，不同工作距离位置指示光红光光斑尺寸和蓝光激光光斑尺寸会近似等比例变化，可根据不同的使用要求，可依靠观察指示光红光光斑的尺寸进行调整工作距离。

技术特征：

1.一种激光与指示光同轴半导体激光器模组，其特征在于，包括：壳体(1-1)、镜头帽(1-3)、红光激光器(2-1)、第一蓝光半导体激光器(2-2)、第二蓝光半导体激光器(2-3)、偏振合束镜(3-1)、半波片(3-2)、平凹柱面镜(3-3)、平凸柱面镜(3-4)、合束镜(3-5)、聚焦镜(3-6)和窗口片(3-7)；

2.根据权利要求1所述的激光与指示光同轴半导体激光器模组，其特征在于，所述第一蓝光半导体激光器(2-2)的尾部和第二蓝光半导体激光器(2-3)的尾部分别固连有第二铜压块(1-5)和第一铜压块(1-4)。

3.根据权利要求2所述的激光与指示光同轴半导体激光器模组，其特征在于，所述第一蓝光半导体激光器(2-2)与壳体(1-1)的接触面、壳体(1-1)与第二铜压块(1-5)接触面、第二蓝光半导体激光器(2-3)与壳体(1-1)的接触面、壳体(1-1)与第一铜压块(1-4)的接触面都涂有导热硅脂。

4.根据权利要求1所述的激光与指示光同轴半导体激光器模组，其特征在于，所述半波片(3-2)的光轴方向与第二蓝光半导体激光器(2-3)光轴方向夹角为45°。

5.根据权利要求1所述的激光与指示光同轴半导体激光器模组，其特征在于，所述聚焦镜(3-6)通过第一压圈(1-6)和第一密封圈(4-1)固定在壳体(1-1)的聚焦镜安装槽内。

6.根据权利要求1所述的激光与指示光同轴半导体激光器模组，其特征在于，所述窗口片(3-7)通过第二压圈(1-7)和第二密封圈(4-2)固定在镜头帽(1-3)的窗口片安装槽内。

7.根据权利要求1所述的激光与指示光同轴半导体激光器模组，其特征在于，所述激光与指示光同轴半导体激光器模组还包括密封盖(1-2)，所述密封盖(1-2)与壳体(1-1)的凹槽配合连接。

8.根据权利要求1所述的激光与指示光同轴半导体激光器模组，其特征在于，所述平凹柱面镜(3-3)和平凸柱面镜(3-4)表面镀蓝光波段增透膜。

9.根据权利要求1所述的激光与指示光同轴半导体激光器模组，其特征在于，所述红光激光器(2-1)通过顶丝(5-1)固定在壳体(1-1)上。

10.根据权利要求7所述的激光与指示光同轴半导体激光器模组，其特征在于，所述壳体(1-1)上还设有第一螺纹孔(6-1)和第二螺纹孔(6-2)，所述第一螺纹孔(6-1)与密封盖(1-2)在同一个面上，所述第二螺纹孔(6-2)与红光激光器(2-1)和第二蓝光半导体激光器(2-3)在同一平面上。

技术总结
本技术具体涉及一种激光与指示光同轴半导体激光器模组，包括壳体、镜头帽、红光激光器、第一蓝光半导体激光器、第二蓝光半导体激光器、偏振合束镜、半波片、平凹柱面镜、平凸柱面镜、合束镜、聚焦镜和窗口片，第一蓝光半导体激光器和第二蓝光半导体激光器所发射的光束通过偏振合束镜进行合束，合束的光束依次穿过平凹柱面镜和平凸柱面镜进行光束整形和准直，整形准直后的光束通过合束镜与红光激光器发射的红光进行合束，合束后的蓝光和红光同时经过聚焦镜汇聚并透过窗口片射出，本技术方案根据不同的使用要求，可依靠观察指示光红光光斑的尺寸进行调整工作距离。

技术研发人员：孙尚勇,李胜男,李春媛
受保护的技术使用者：吉林省栅莱特激光科技有限公司
技术研发日：20221227
技术公布日：2024/1/12