一种新型快轴准直加光斑整形的宏通道半导体激光器的制作方法

1.本实用新型涉及半导体激光技术领域，尤其涉及一种新型快轴准直加光斑整形的宏通道半导体激光器。


背景技术：

2.高功率半导体激光器是激光行业的核心组成部分，其有着成本低，寿命长，体积小，波长覆盖广、可靠性高等优点，在工业加工，泵浦，医疗，通信等方面都有广泛的应用前景。能否进一步提高激光输出效果是制约半导体激光器未来发展的一个重要因素。激光光束的亮度由输出功率的大小和光束质量决定，功率越大，光束质量越好，亮度就越高，半导体激光器的应用领域也更加广泛。
3.对于大功率宏通道垂直叠阵的高功率激光器产品，单体宏通道热沉具有成本低，低热串扰，对水质要求不严格，可以灵活组装的优势，可以实现激光器功率50-5000w的任意组合，但是由于其自身量子阱波导结构的限制以及由多个半导体激光器发光单元在慢轴方向的依次排列，导致半导体激光器出射光束存在不对称的较大发散角、输出光束不均衡、存在固有像散等缺点，单个发光单元在垂直于激光器芯片正表面的快轴方向的发散角通常为30-40
°
，在平行于芯片表面的慢轴方向的发散角通常为5-10
°
，发散角太大，造成了严重的光能量损失，降低了其单位面积内的功率密度，尤其表现在大功率半导体激光器阵列的集成应用中，其中快轴发散角可达50-70
°
，因此，在实际应用中需要对快慢轴进行准直以降低光能损耗和增大功率密度。
4.激光在导光晶体内不断反射向前传导输出并对快轴发散角进行聚拢压缩是目前普遍采用的激光传导方式。但是激光器垂直叠阵形成的初始光斑较大限制了导光晶体的压缩量，若要使得输出光斑尽可能地小则需要导光晶体的倾斜度尽可能地大或者长度尽可能地增加。但倾斜度增加会导致激光在导光晶体的内部反射时，向晶体外的折射率会增加，导致漏光，还容易导致激光回返，损伤激光器；同时，若将导光晶体加长虽然可以将晶体斜度降低，减小光斑，但是增加了介质及距离，光损失会也增加。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是为了解决现有技术中导光晶体倾斜度增加会导致激光在导光晶体的内部反射时，向晶体外的折射率会增加，导致漏光的问题，而提出的一种新型快轴准直加光斑整形的宏通道半导体激光器。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
7.一种新型快轴准直加光斑整形的宏通道半导体激光器，包括底座和主壳体，所述主壳体与底座的顶部固定连接，所述主壳体内设有支架，所述支架内插设有多个激光单元叠阵，所述主壳体的一侧固定连接有晶体座，所述晶体座内滑动插设有导光晶体，所述导光晶体与激光单元叠阵之间设有多个柱透镜。
8.优选地，所述激光单元叠阵的高度为1.0-100.0mm、宽度为1.0-100.0mm、长度为
1.0-100.0mm。
9.优选地，所述导光晶体整体长度为10.0-300.0mm。
10.优选地，所述柱透镜通过胶水固定粘接于支架上。
11.优选地，所述激光单元叠阵包括多个激光单元，多个所述激光单元之间通过螺丝、通水底座和正负极固定串联。
12.优选地，所述激光单元包括宏通道热沉，所述宏通道热沉上焊接有激光巴条与钨铜电极。
13.有益效果：
14.1.本实用新型中使用柱透镜可以有效地进行光束准直，减小发散角，使得进入导光晶体中的大部分激光光束平行传导，从而使得出光口处光斑减小，极大的改善了半导体激光器的光束质量；
15.2.本实用新型中使用柱透镜准直精度较高，体积小，光学系统简单，表面镀膜，透光率高；使用柱透镜将初始光准直为平行光，减少在导光晶体内的反射次数，能够有效的缩短导光晶体的高度以及长度，更加节省空间，节约成本，降低功率损耗，增大激光器对接设计空间，更加适合目前激光行业用具的使用；
16.3.本实用新型中宏通道产品单体结构设计，避免了巴条间的热串扰问题，产品整体采用全金锡封装，使用可靠性极高。
附图说明
17.图1为本实用新型提出的一种新型快轴准直加光斑整形的宏通道半导体激光器的结构示意图；
18.图2为本实用新型提出的一种新型快轴准直加光斑整形的宏通道半导体激光器中激光单元的结构示意图。
19.图3为本实用新型提出的一种新型快轴准直加光斑整形的宏通道半导体激光器中激光单元叠阵的结构示意图。
20.图中：1底座、2主壳体、3支架、4激光单元叠阵、5晶体座、6导管晶体、7柱透镜。
具体实施方式
21.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。
22.参照图1-3，一种新型快轴准直加光斑整形的宏通道半导体激光器，包括底座1和主壳体2，主壳体2与底座1的顶部固定连接，主壳体2内设有支架3，支架3内插设有多个激光单元叠阵4；
23.本实施例中，激光单元叠阵4包括多个激光单元，多个激光单元之间通过螺丝、通水底座和正负极固定串联，激光单元包括宏通道热沉，宏通道热沉上焊接有激光巴条与钨铜电极；
24.本实施例中，激光单元叠阵4的高度为1.0-100.0mm、宽度为1.0-100.0mm、长度为1.0-100.0mm；
25.本实施例中，主壳体2的一侧固定连接有晶体座5，晶体座5内滑动插设有导光晶体6，导光晶体6整体长度为10.0-300.0mm，导光晶体6与激光单元叠阵4之间设有多个柱透镜7，柱透镜7通过胶水固定粘接于支架3上。
26.本实施例中，使用柱透镜7可以有效地进行光束准直，减小发散角，使得进入导光晶体6中的大部分激光光束平行传导，从而使得出光口处光斑减小，极大的改善了半导体激光器的光束质量。
27.本实施例中，使用柱透镜7准直精度较高，体积小，光学系统简单，表面镀膜，透光率高；使用柱透镜7将初始光准直为平行光，减少在导光晶体内的反射次数，能够有效的缩短导光晶体6的高度以及长度，更加节省空间，节约成本，降低功率损耗，增大激光器对接设计空间，更加适合目前激光行业用具的使用。
28.本实施例中，宏通道产品单体结构设计，避免了巴条间的热串扰问题，产品整体采用全金锡封装，使用可靠性极高。
29.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种新型快轴准直加光斑整形的宏通道半导体激光器，包括底座(1)和主壳体(2)，其特征在于：所述主壳体(2)与底座(1)的顶部固定连接，所述主壳体(2)内设有支架(3)，所述支架(3)内插设有多个激光单元叠阵(4)，所述主壳体(2)的一侧固定连接有晶体座(5)，所述晶体座(5)内滑动插设有导光晶体(6)，所述导光晶体(6)与激光单元叠阵(4)之间设有多个柱透镜(7)。2.根据权利要求1所述的一种新型快轴准直加光斑整形的宏通道半导体激光器，其特征在于：所述激光单元叠阵(4)的高度为1.0-100.0mm、宽度为1.0-100.0mm、长度为1.0-100.0mm。3.根据权利要求1所述的一种新型快轴准直加光斑整形的宏通道半导体激光器，其特征在于：所述导光晶体(6)整体长度为10.0-300.0mm。4.根据权利要求1所述的一种新型快轴准直加光斑整形的宏通道半导体激光器，其特征在于：所述柱透镜(7)通过胶水固定粘接于支架(3)上。5.根据权利要求1所述的一种新型快轴准直加光斑整形的宏通道半导体激光器，其特征在于：所述激光单元叠阵(4)包括多个激光单元，多个所述激光单元之间通过螺丝、通水底座和正负极固定串联。6.根据权利要求5所述的一种新型快轴准直加光斑整形的宏通道半导体激光器，其特征在于：所述激光单元包括宏通道热沉，所述宏通道热沉上焊接有激光巴条与钨铜电极。

技术总结
本实用新型公开了一种新型快轴准直加光斑整形的宏通道半导体激光器，包括底座和主壳体，所述主壳体与底座的顶部固定连接，所述主壳体内设有支架，所述支架内插设有多个激光单元叠阵，所述主壳体的一侧固定连接有晶体座，所述晶体座内滑动插设有导光晶体，所述导光晶体与激光单元叠阵之间设有多个柱透镜。本实用新型使用柱透镜可以有效地进行光束准直，减小发散角，使得进入导光晶体中的大部分激光光束平行传导，从而使得出光口处光斑减小，极大的改善了半导体激光器的光束质量。改善了半导体激光器的光束质量。改善了半导体激光器的光束质量。


技术研发人员：华俊
受保护的技术使用者：西安欧益光电科技有限公司
技术研发日：2023.02.16
技术公布日：2023/7/19