[发明专利]一种高功率半导体激光器合束系统

摘要

本发明提供了一种高功率半导体激光器合束系统，可以得到均匀性好，单偏振特性的激光光源。该高功率半导体激光器合束系统，包括沿光路依次设置的半导体激光器叠阵、准直透镜组和合束装置；所述合束装置包括一个平行六面棱镜和棱镜组合，平行六面棱镜有两个相邻的侧面面向半导体激光器叠阵出光方向，高度方向上分别对应于半导体激光器叠阵的上半部分、下半部分，使得半导体激光器叠阵上半部分发出的激光光束依次通过棱镜组合和平行六面棱镜后沿原光轴出射，半导体激光器叠阵下半部分发出的激光光束依次经过平行六面棱镜的下端面、上端面进行两次全反射后与半导体激光器叠阵上半部分出射的激光光束相互平行形成插空合束。

主权项

1.一种高功率半导体激光器合束系统，其特征在于：包括沿光路依次设置的半导体激光器叠阵、准直透镜组和合束装置，所述的半导体激光器叠阵由若干个半导体激光单元堆叠组成，所述半导体激光单元为焊接在热沉上的半导体激光器芯片；半导体激光器叠阵根据堆叠高度等分为上半部分和下半部分；所述合束装置包括一个平行六面棱镜和棱镜组合，平行六面棱镜有两个相邻的侧面面向半导体激光器叠阵出光方向，高度方向上分别对应于所述半导体激光器叠阵的上半部分、下半部分，其中平行六面棱镜下半部分的侧面与所述出光方向垂直；所述棱镜组合包括若干个小棱镜，小棱镜数量为半导体激光器叠阵的激光单元数量的一半，小棱镜的出光面均与平行六面棱镜上半部分的侧面紧密贴合，入光面均与所述出光方向垂直，若干个小棱镜在高度方向上的位置分别对应于半导体激光器叠阵的上半部分的各个半导体激光单元，使得半导体激光器叠阵上半部分发出的激光光束依次通过棱镜组合和平行六面棱镜后沿原光轴出射，半导体激光器叠阵下半部分发出的激光光束依次经过平行六面棱镜的下端面、上端面进行两次全反射后与半导体激光器叠阵上半部分出射的激光光束相互平行形成插空合束；平行六面棱镜相邻两个侧面的锐角夹角半导体激光器叠阵由偶数个半导体激光单元组成，则平行六面棱镜的厚度t和宽度L满足： t = ( m + 1 ) ( w + d ) s i n α 2 , ( 2 m - 1 4 ) ( w + d ) t a n α ≤ L ≤ m + 3 2 ( w + d ) t a n α ; ]]>或者半导体激光器叠阵由奇数个半导体激光单元组成，则平行六面棱镜的厚度t和宽度L满足： t = m ( w + d ) s i n α 2 ; m 2 ( w + d ) t a n α ≤ L ≤ 2 m + 5 4 ( w + d ) t a n α ; ]]>m为半导体激光单元数量，w为相邻两个半导体激光单元之间的间距，t为平行六面棱镜的厚度，L为平行六面棱镜的宽度，n为平行六面棱镜材料的折射率，d为单个半导体激光单元准直后的光束直径。