半導(dǎo)體激光器裝置制造方法及圖紙

一種半導(dǎo)體激光器裝置，包括一個(gè)半導(dǎo)體激光器元件（１，２１）或多個(gè)并列裝配的具有多個(gè)出光面（２，３，４，５，２２，２３，２４）的單個(gè)激光器，由出光面中可以發(fā)出激光射線，該激光射線在一個(gè)第一方向（Ｙ）上具有比在與其垂直的第二方向上更大的發(fā)散度；以及至少一個(gè)與出光面（２，３，４，５，２２，２３，２４）間隔地設(shè)置在半導(dǎo)體激光器元件（１）或單個(gè)激光器外部的具有至少一個(gè)反射面（８，１０，１１，１２，１３，１７，１８，１９，２０，２９，３０，３１）的反射裝置（７，９，１６，１６’，２８），該反射面可以將至少一部分由半導(dǎo)體激光器元件（１，２１）或單個(gè)激光器通過出光面（２，３，４，５，２２，２３，２４）發(fā)出的激光射線這樣反射回半導(dǎo)體激光器（１，２１）或單個(gè)激光器中，使得由此影響半導(dǎo)體激光器（１，２１）或單個(gè)激光器的波模光譜，其中所述反射裝置（７，９，１６，１６’，２８）的至少一個(gè)反射面（８，１０，１１，１２，１３，１７，１８，１９，２０，２９，３０，３１）凹下地彎曲。（*該技術(shù)在2023年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種半導(dǎo)體激光器裝置，它包括一個(gè)半導(dǎo)體激光器元件或多個(gè)并列裝配的具有多個(gè)出光面的單個(gè)激光器，由出光面中可以發(fā)出激光射線，該激光射線在一個(gè)第一方向具有比在與其垂直的第二方向更大的發(fā)散度，該裝置還包括至少一個(gè)與出光面間隔地設(shè)置在半導(dǎo)體激光器元件或單個(gè)激光器外部的具有至少一個(gè)反射面的反射裝置，該反射面可以將至少一部分由半導(dǎo)體激光器元件或單個(gè)激光器通過出光面發(fā)出的激光這樣反射回半導(dǎo)體激光器或單個(gè)激光器中，使得由此影響到半導(dǎo)體激光器或單個(gè)激光器的波模光譜(Modenspectrum)。由I.Nelson，B.Chann，T.G.Walker，Opt.Lett.25，1352(2000)已知一種上述形式的半導(dǎo)體激光器裝置。在其中所述的半導(dǎo)體激光器裝置中使用一個(gè)外部諧振器，它使用一個(gè)光柵作為反射裝置。此外一個(gè)快軸準(zhǔn)直鏡(Fast-Axis-Kollimationslinse)位于直接連接在半導(dǎo)體激光器元件上的外部諧振器中。在快軸準(zhǔn)直鏡與光柵之間設(shè)置兩個(gè)作為望遠(yuǎn)鏡的透鏡。已經(jīng)證實(shí)在這種半導(dǎo)體激光器裝置中有缺陷的是，一方面由于多個(gè)光元件在外部諧振器內(nèi)產(chǎn)生相對(duì)較高的損耗，由此降低了半導(dǎo)體激光器裝置的輸出功率。另一方面，通過由現(xiàn)有技術(shù)已知的半導(dǎo)體激光器裝置只能接收半導(dǎo)體激光器元件的縱向波模或者說影響半導(dǎo)體激光器元件的各發(fā)射器。通過由現(xiàn)有技術(shù)已知的結(jié)構(gòu)不能夠影響所述半導(dǎo)體激光器裝置的橫向波模光譜。由于這個(gè)原因這種由現(xiàn)有技術(shù)已知的半導(dǎo)體激光器裝置的每個(gè)發(fā)射器具有多個(gè)不同的橫向波模，它們都對(duì)由半導(dǎo)體激光器裝置發(fā)出的激光做出貢獻(xiàn)。由于這個(gè)事實(shí)由按照現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體激光器裝置發(fā)出的激光難以聚焦。按照現(xiàn)有技術(shù)還嘗試通過對(duì)半導(dǎo)體激光器元件的有效區(qū)進(jìn)行構(gòu)造從而影響半導(dǎo)體激光器元件的波模光譜。這種構(gòu)造可以包括例如在不同的方向上改變折射率，由此通過在不同方向上變化的折射率優(yōu)先傳播各優(yōu)選的橫向激光波模。此外例如可以通過不同的摻雜率來影響用于進(jìn)行再次結(jié)合的電極空穴對(duì)數(shù)量的方法，由此在有效區(qū)的不同位置實(shí)現(xiàn)不同強(qiáng)度的激光。上述兩種優(yōu)選各橫向波模的方法需要可觀的加工費(fèi)用并且同樣不能得到真正令人滿意的半導(dǎo)體激光器裝置射線質(zhì)量以及輸出功率。因此本專利技術(shù)要解決的問題是實(shí)現(xiàn)一個(gè)上述形式的半導(dǎo)體激光器裝置，它以改進(jìn)的射線質(zhì)量具有一個(gè)高的輸出功率。按照本專利技術(shù)這個(gè)目的由此實(shí)現(xiàn)所述反射裝置的至少一個(gè)反射面凹下地彎曲。通過這種方法與上述現(xiàn)有技術(shù)相比可以省去外部諧振器內(nèi)的附加透鏡，因?yàn)樗霭枷聫澢姆瓷涿婵梢酝瑫r(shí)作為成像元件。通過反射面的凹下曲率尤其可以省去半導(dǎo)體激光器元件的相當(dāng)費(fèi)事的構(gòu)造。此外至少一個(gè)反射面可以使相應(yīng)的激光射線的部分射線這樣反射回各出光面，使這些出光面作為孔徑。通過這個(gè)措施可以通過最簡(jiǎn)單的裝置影響半導(dǎo)體激光器元件的波模光譜。與現(xiàn)有技術(shù)一樣，所述半導(dǎo)體激光器裝置可以包括一個(gè)設(shè)置在反射裝置與半導(dǎo)體激光器元件或單個(gè)元件之間的透鏡裝置，它至少可以在第一方向上至少部分地減小激光射線的發(fā)散度。因此這種透鏡裝置用來作為快軸準(zhǔn)直鏡按照本專利技術(shù)存在這種可能，使所述反射裝置具有一個(gè)反射面，在其上可以反射從不同的出光面發(fā)出的部分射線。作為替代，也可以選擇使所述反射裝置具有多個(gè)反射面，它們可以分別反射從各出光面發(fā)出的分射線。按照本專利技術(shù)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述半導(dǎo)體激光器裝置包括一個(gè)射線變換單元，它尤其實(shí)現(xiàn)為射線旋轉(zhuǎn)單元，并且最好可以分別單獨(dú)旋轉(zhuǎn)分射線，尤其是旋轉(zhuǎn)90°。通過一個(gè)這樣的射線變換單元可以使從半導(dǎo)體激光器裝置發(fā)出的激光射線這樣變換，使得它可以接著更易于聚焦。按照本專利技術(shù)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述射線變換單元設(shè)置在反射裝置與半導(dǎo)體激光器元件或單個(gè)激光器之間，尤其設(shè)置在反射裝置與透鏡裝置之間。通過所述射線變換單元在外部諧振器內(nèi)的這種布置可以提供更多的空間用于耦出。此外所述半導(dǎo)體激光器裝置可以包括一個(gè)倍頻元件，它設(shè)置在反射裝置與半導(dǎo)體激光器元件或單個(gè)激光器之間，尤其設(shè)置在反射裝置與透鏡裝置之間。在此尤其是第二諧波可以至少部分地從半導(dǎo)體激光器裝置中耦出，并且用于影響波模光譜的基波波長至少部分地反射回半導(dǎo)體激光器元件或單個(gè)激光器中。此外按照本專利技術(shù)存在這種可能，所述半導(dǎo)體激光器元件只在對(duì)應(yīng)于一個(gè)所期望的激光射線波模的空間延伸的局部區(qū)域內(nèi)施加電壓或者電流，用于產(chǎn)生電極空穴對(duì)。通過這個(gè)可以相對(duì)簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)的措施可以進(jìn)一步優(yōu)化所期望的激光射線波模。本專利技術(shù)的其它特征和優(yōu)點(diǎn)借助于下面結(jié)合附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的描述給出。附圖中附圖說明圖1以示意俯視圖示出一個(gè)按照本專利技術(shù)的半導(dǎo)體激光器裝置的第一實(shí)施例；圖2以示意俯視圖示出一個(gè)按照本專利技術(shù)的半導(dǎo)體激光器裝置的第二實(shí)施例；圖3以示意俯視圖示出一個(gè)按照本專利技術(shù)的半導(dǎo)體激光器裝置的第三實(shí)施例；圖4以示意俯視圖示出一個(gè)按照本專利技術(shù)的半導(dǎo)體激光器裝置的第四實(shí)施例。在圖1中所示的一個(gè)按照本專利技術(shù)的半導(dǎo)體激光器裝置的實(shí)施例包括一個(gè)半導(dǎo)體激光器元件1，它具有多個(gè)出光面2，3，4，5，從出光面可以發(fā)出激光射線。所述半導(dǎo)體激光器元件1由寬帶發(fā)射器陣列或由所謂的激光器二極管陣列構(gòu)成。在所示實(shí)施例中只示出四個(gè)用于光發(fā)射的相互獨(dú)立的出光面2，3，4，5。但是也可以具有更多的并列且相互間隔設(shè)置的出光面。由每個(gè)出光面2，3，4，5發(fā)出的激光射線分別分裂成兩束分射線2a，2b；3a，3b；4a，4b；5a，5b，它們分別與出光面2，3，4，5的法線形成一個(gè)相互反向的相同角度。兩個(gè)分別相關(guān)的分射線2a，2b；3a，3b；4a，4b；5a，5b分別代表由對(duì)應(yīng)于相應(yīng)出光面2，3，4，5發(fā)射的半導(dǎo)體激光器元件1的局部區(qū)域發(fā)出的激光波模。如同由圖1可以看到的那樣，一個(gè)按照本專利技術(shù)的半導(dǎo)體激光器裝置還在半導(dǎo)體激光器元件1的外部包括一個(gè)透鏡裝置6，它構(gòu)成快軸準(zhǔn)直鏡。該快速在所示的笛卡爾坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)于Y方向。該快軸在這種寬帶發(fā)射層中是垂直于各發(fā)射器相鄰設(shè)置的方向的方向。這種半導(dǎo)體激光器元件1在快軸中的發(fā)散度遠(yuǎn)大于在與其垂直的慢軸中的發(fā)散度，該慢軸在圖1中對(duì)應(yīng)于X方向。在所述透鏡裝置6的后面，在與半導(dǎo)體激光器元件1適當(dāng)?shù)木嚯x處設(shè)置一個(gè)反射裝置7，它具有一個(gè)面對(duì)半導(dǎo)體激光器元件1的反射面8。從反射面8使分射線2a，3a，4a，5a反射回出光面2，3，4，5的方向。所述出光面2，3，4，5可以配有一個(gè)減反射的涂層，由此使反射回來的分射線2a，3a，4a，5a可以至少部分地這樣進(jìn)入半導(dǎo)體激光器元件1，使得由此影響半導(dǎo)體激光器元件1的波模光譜。尤其是可以根據(jù)反射裝置7相對(duì)于出光面2，3，4，5的取向、焦距和距離，在半導(dǎo)體激光器元件1中優(yōu)先傳播特定的波模。在一個(gè)按照本專利技術(shù)的半導(dǎo)體激光器裝置的在圖1中所示的實(shí)施例中，通常不使所有對(duì)應(yīng)于各出光面2，3，4，5的激光發(fā)射器在相同的波模上振蕩，因?yàn)樗龇稚渚€2a，3a，4a，5a從出光面2，3，4，5中發(fā)出的角度是不同的。可以這樣選擇所述反射面8與出光面2，3，4，5的距離，使它基本對(duì)應(yīng)于反射面8的焦距。尤其是可以通過相應(yīng)選擇距離或焦距使射線腰(Strahltaille)在出光面2，3，4，5上基本對(duì)應(yīng)于其相應(yīng)的寬度。按照?qǐng)D1從半導(dǎo)體激光器裝置的耦出可以通過分射線2b，3b，4b，5b實(shí)現(xiàn)。例如可以在圖1中在反射裝置7的下部接入另一局部反射的反射裝置，它用于耦本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種半導(dǎo)體激光器裝置，包括－一個(gè)半導(dǎo)體激光器元件（１，２１）或多個(gè)并列裝配的具有多個(gè)出光面（２，３，４，５，２２，２３，２４）的單個(gè)激光器，由出光面中可以發(fā)出激光射線，該激光射線在一個(gè)第一方向（Ｙ）上具有比在與其垂直的第二方向上更大 的發(fā)散度；以及至少一個(gè)與出光面（２，３，４，５，２２，２３，２４）間隔地設(shè)置在半導(dǎo)體激光器元件（１）或單個(gè)激光器外部的具有至少一個(gè)反射面（８，１０，１１，１２，１３，１７，１８，１９，２０，２９，３０，３１）的反射裝置（７，９，１６ ，１６’，２８），該反射面可以將至少一部分由半導(dǎo)體激光器元件（１，２１）或單個(gè)激光器通過出光面（２，３，４，５，２２，２３，２４）發(fā)出的激光射線這樣反射回半導(dǎo)體激光器（１，２１）或單個(gè)激光器中，使得由此影響半導(dǎo)體激光器（１，２１）或單個(gè)激光器的波模光譜，其特征在于，所述反射裝置（７，９，１６，１６’，２８）的至少一個(gè)反射面（８，１０，１１，１２，１３，１７，１８，１９，２０，２９，３０，３１）凹下地彎曲。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：阿里克西米科哈洛夫，威蘭德希爾，保羅A哈特恩，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：翰茲利索茲切科專利管理有限公司及兩合公司，
類型：發(fā)明
國別省市：DE[德國]