本發明專利技術公開了一種外腔反饋光譜合束裝置及其光譜合束方法。外腔反饋光譜合束裝置包括至少兩個激光陣列、至少兩個快軸透鏡、至少兩對反射鏡組、一個轉換透鏡、一個光柵、一個外腔鏡。一個激光陣列對應一個快軸透鏡、一對反射鏡組。相鄰兩個激光陣列按距離周期L進行排列，每個激光陣列的光束通過相應的快軸透鏡后采用一對反射鏡組鏡將光束進行180度轉向，且相鄰兩對反射鏡組之間的距離為L/2，并使每個激光陣列到轉換透鏡的光程距離相等。從而本發明專利技術能夠僅用一個轉換透鏡和光柵就實現了多個傳導冷卻封裝激光陣列光譜合束，經過轉換透鏡的光束聚焦到光柵上，采用外腔鏡反饋將光束進行光譜合束。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體激光
的一種光譜合束裝置及其光譜合束方法，尤其涉及一種實現多個半導體激光陣列的外腔反饋光譜合束裝置及其光譜合束方法。
技術介紹
由于半導體激光器具有高光束質量，散熱特性好，壽命長等優點，因此在激光醫療、光纖激光器泵浦、激光監控、激光加工等方面都有著廣泛的應用。但是近年來隨著半導體激光器技術應用的發展，對于如金屬焊接、激光切割等要求較高的領域，半導體激光器的應用尚有一定難度，改善半導體激光器的光束質量，提高輸出激光束的亮度，對于大功率半導體激光器的發展和應用具有重要意義。通過外腔反饋實現光譜合束，可以有效提高半導體激光器的亮度，它在不增加半導體激光器非合束方向上光束的光束質量的同時將合束方向的光束質量減少至單個發光單元的光束質量。該方法在美國專利US7065107B2，US6192062B1，US6208679，US874222B2和公告號為CN102986097A、名稱為“選擇性重新定位與旋轉波長光束組合系統與方法”的國內專利均有記載，但這些光譜合束方法對于多個激光陣列同時合束時對激光陣列需要進行等光程處理，即每個激光陣列到轉換透鏡的距離要相等。這對于垂直疊加的微通道水冷垂直激光陣列疊陣較容易處理，對于應用更為廣泛，可靠性更高的傳導冷卻激光陣列由于其封裝的差異，使得等光程結構過于龐大，不利于進行有效的熱管理和系統集成。
技術實現思路
為了解決多個傳導冷卻激光陣列同時進行外腔反饋光譜合束時，空間體積過于龐大，不利于對激光陣列進行有效的熱管理和系統集成等問題，本專利技術提供了可以有效解決上述問題的一種實現多個半導體激光陣列的外腔反饋光譜合束裝置及其光譜合束方法，多個半導體激光陣列等光程空間合束結構半導體，實現多個半導體激光陣列同時外腔反饋光譜合束的功能，尤其是傳導冷卻激光陣列。本專利技術的解決方案是：一種外腔反饋光譜合束裝置，其包括至少兩個激光陣列、至少兩個快軸透鏡、至少兩對反射鏡組、一個轉換透鏡、一個光柵、一個外腔鏡；一個激光陣列對應一個快軸透鏡、一對反射鏡組；相鄰兩個激光陣列按距離周期L進行排列，每個激光陣列的光束通過相應的快軸透鏡后采用一對反射鏡組鏡將光束進行180度轉向，且相鄰兩對反射鏡組之間的距離為L/2，并使每個激光陣列到轉換透鏡的光程距離相等；經過轉換透鏡的光束聚焦到光柵上，采用外腔鏡反饋將光束進行光譜合束。作為上述方案的進一步改進，每個激光陣列以階梯形式排列封裝在階梯熱沉上，且階梯高度a取決于快軸透鏡的焦距。作為上述方案的進一步改進，每個激光陣列包括波長分別為λ1、λ2、λ3且等間距并排的三個激光。作為上述方案的進一步改進，所述激光陣列為傳導冷卻激光陣列。本專利技術還提供一種外腔反饋光譜合束方法，所述方法包括以下步驟：提供至少兩個激光陣列、至少兩個快軸透鏡、至少兩對反射鏡組、一個轉換透鏡、一個光柵、一個外腔鏡，其中，一個激光陣列對應一個快軸透鏡、一對反射鏡組；將至少兩個激光陣列按相鄰兩個激光陣列以距離周期L的規律進行排列；將每個激光陣列的光束通過相應的快軸透鏡后采用一對反射鏡組鏡將光束進行180度轉向，且相鄰兩對反射鏡組之間的距離為L/2；使每個激光陣列到轉換透鏡的光程距離相等；通過轉換透鏡將經過的光束聚焦到光柵上；采用外腔鏡反饋將光束進行光譜合束。作為上述方案的進一步改進，每個激光陣列以階梯形式排列封裝在階梯熱沉上，且階梯高度a取決于快軸透鏡的焦距。作為上述方案的進一步改進，每個激光陣列包括波長分別為λ1、λ2、λ3且等間距并排的三個激光。作為上述方案的進一步改進，所述激光陣列為傳導冷卻激光陣列。本專利技術通過將相鄰兩個激光陣列按距離周期L進行排列，每個激光陣列的光束通過相應的快軸透鏡后采用一對反射鏡組鏡將光束進行180度轉向，且相鄰兩對反射鏡組之間的距離為L/2，并使每個激光陣列到轉換透鏡的光程距離相等，從而能夠僅用一個轉換透鏡和光柵就實現了多個傳導冷卻封裝激光陣列光譜合束，經過轉換透鏡的光束聚焦到光柵上，采用外腔鏡反饋將光束進行光譜合束。附圖說明圖1是本專利技術提供的外腔反饋光譜合束裝置的結構示意圖。具體實施方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。請參閱圖1，本實施方式的外腔反饋光譜合束裝置包括：至少兩個激光陣列1、2；至少兩個快軸透鏡3；至少兩對反射鏡組；一個轉換透鏡4；一個光柵；一個外腔鏡6。一個激光陣列對應一個快軸透鏡3、一對反射鏡組。在本實施例中，以兩個激光陣列1、2為例，對應的，快軸透鏡3為兩個，反射鏡組也為兩組，每組反射鏡組包括兩個反射鏡，如圖1中的兩個反射鏡1-1、1-2是一組，另兩個反射鏡2-1、2-2是另外一組。每個激光陣列可包括波長分別為λ1、λ2、λ3且等間距并排的三個激光。所述激光陣列可為傳導冷卻激光陣列。相鄰兩個激光陣列按距離周期L進行排列，每個激光陣列的光束通過相應的快軸透鏡3后采用一對反射鏡組鏡將光束進行180度轉向。每個激光陣列最好以階梯形式排列封裝在階梯熱沉上，且階梯高度a取決于快軸透鏡3的焦距。相鄰兩對反射鏡組之間的距離為L/2，并使每個激光陣列到轉換透鏡4的光程距離相等。經過轉換透鏡4的光束聚焦到光柵5上，采用外腔鏡6反饋將光束進行光譜合束。本實施例的外腔反饋光譜合束裝置其在具體應用時，相應的外腔反饋光譜合束方法可包括以下步驟：將兩個激光陣列1、2按相鄰兩個激光陣列以距離周期L的規律進行排列；將每個激光陣列的光束通過相應的快軸透鏡3后采用一對反射鏡組鏡將光束進行180度轉向，且相鄰兩對反射鏡組之間的距離為L/2；使每個激光陣列到轉換透鏡4的光程距離相等；通過轉換透鏡4將經過的光束聚焦到光柵5上；采用外腔鏡6反饋將光束進行光譜合束。本專利技術通過將相鄰兩個激光陣列按距離周期L進行排列，每個激光陣列的光束通過相應的快軸透鏡3后采用一對反射鏡組鏡將光束進行180度轉向，且相鄰兩對反射鏡組之間的距離為L/2，并使每個激光陣列到轉換透鏡4的光程距離相等，從而能夠僅用一個轉換透鏡和光柵就實現了多個傳導冷卻封裝激光陣列光譜合束，經過轉換透鏡4的光束聚焦到光柵5上，采用外腔鏡6反饋將光束進行光譜合束。以上所述僅為本專利技術的較佳實施例而已，并不用以限制本專利技術，凡在本專利技術的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本專利技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種外腔反饋光譜合束裝置，其特征在于：其包括至少兩個激光陣列(1、2)、至少兩個快軸透鏡(3)、至少兩對反射鏡組、一個轉換透鏡(4)、一個光柵(5)、一個外腔鏡(6)；一個激光陣列對應一個快軸透鏡(3)、一對反射鏡組；相鄰兩個激光陣列按距離周期L進行排列，每個激光陣列的光束通過相應的快軸透鏡(3)后采用一對反射鏡組鏡將光束進行180度轉向，且相鄰兩對反射鏡組之間的距離為L/2，并使每個激光陣列到轉換透鏡(4)的光程距離相等；經過轉換透鏡(4)的光束聚焦到光柵(5)上，采用外腔鏡(6)反饋將光束進行光譜合束。
【技術特征摘要】
1.一種外腔反饋光譜合束裝置，其特征在于：其包括至少兩個激光陣列(1、2)、至少兩個快軸透鏡(3)、至少兩對反射鏡組、一個轉換透鏡(4)、一個光柵(5)、一個外腔鏡(6)；一個激光陣列對應一個快軸透鏡(3)、一對反射鏡組；相鄰兩個激光陣列按距離周期L進行排列，每個激光陣列的光束通過相應的快軸透鏡(3)后采用一對反射鏡組鏡將光束進行180度轉向，且相鄰兩對反射鏡組之間的距離為L/2，并使每個激光陣列到轉換透鏡(4)的光程距離相等；經過轉換透鏡(4)的光束聚焦到光柵(5)上，采用外腔鏡(6)反饋將光束進行光譜合束。2.如權利要求1所述的外腔反饋光譜合束裝置，其特征在于：每個激光陣列以階梯形式排列封裝在階梯熱沉上，且階梯高度a取決于快軸透鏡(3)的焦距。3.如權利要求1所述的外腔反饋光譜合束裝置，其特征在于：每個激光陣列包括波長分別為λ1、λ2、λ3且等間距并排的三個激光。4.如權利要求1所述的外腔反饋光譜合束裝置，其特征在于：所述激光陣列為傳導冷卻激光陣列。5.一種外腔反饋光譜合束方法，其特...
【專利技術屬性】
技術研發人員：肖偉，潘華東，廖新勝，靳嫣然，周軍，
申請(專利權)人：蘇州長光華芯光電技術有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32
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