一种稳定型半导体激光器的制作方法

1.本实用新型涉及激光器技术领域，尤其涉及一种稳定型半导体激光器。


背景技术：

2.激光器是以一定的材料(一般采用半导体)做工作物质而产生激光的器件，其工作原理是通过一定的激励方式，在工作物质的能带(导带与价带)之间，或者物质的能带与杂质(受主或施主)能级之间，实现非平衡载流子的粒子数反转，当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时，便产生受激发射作用。半导体激光器是目前工业激光领域最重要的器件之一，可以用于高功率光纤激光器泵浦、大功率照明以及高功率半导体直接加工系统等。
3.激光器内部通常设有准直镜、反射镜、聚焦镜等光学组件以引导和调整内部激光光路使内部激光进入输出光纤输出，然而在生产、制造激光器的过程中，不可避免的会产生误差，而且由于当下工艺水平和加工设备的限制等，导致激光器内部的发光模块发出的激光不能全部按照设定的光路进入输出光纤而形成滞留在激光器内部的杂光，这些杂光会促使激光器温度升高，进而影响激光芯片的工作。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例的目的是提供一种稳定型半导体激光器，能有效除去激光器内部的杂光，确保激光器工作稳定。
5.本实用新型提供一种稳定型半导体激光器，包括第一发光模块、第二发光模块、滤波片、聚焦组件和输出光纤，还包括同时位于所述第一发光模块和第二发光模块出光方向的挡板，且所述第一发光模块和第二发光模块位于所述挡板的相对两侧，若干外光转向器对应所述第一发光模块和第二发光模块设置，所述第一发光模块和第二发光模块射出的光经对应的外光转向器转向而避开所述挡板并依次穿过所述滤波片、聚焦组件射入输出光纤，所述挡板由导热材料制成且与散热板连接。
6.进一步地，所述的激光器还包括第三发光模块、第四发光模块和偏振合束器，所述偏振合束器具有第一入射面和第二入射面，所述第一发光模块和第三发光模块位于所述挡板的同一侧，所述第二发光模块和第四发光模块位于挡板的另一侧，所述外光转向器包括位于所述第一发光模块出光方向的第一光转向器、位于第二发光模块出光方向的第二光转向器、位于第三发光模块出光方向的第三光转向器、位于第四发光模块出光方向的第四光转向器和与所述第一光转向器、第三光转向器并排设置的总光转向器，被所述第一光转向器、第三光转向器转向的光经所述总光转向器转向射入所述第一入射面，被第二光转向器、第四光转向器转向的光射入所述第二入射面，所述偏振合束器的出光面朝向所述滤波片设置。
7.进一步地，所述第一发光模块、第二发光模块、第三发光模块和第四发光模块均包含有多个台阶和多个激光发射单元，所述激光发射单元一一对应的设置于对应台阶的上表
面，且距离所述挡板越远的台阶高度越高，从而使任一所述激光发射单元发射的激光均能越过与之属于同一发光模块且位置更靠近所述挡板的其它激光发射单元，且所述第一发光模块中的激光发射单元的出射光均射入所述第一光转向器，所述第二发光模块中的激光发射单元的出射光均射入所述第二光转向器，所述第三发光模块中的激光发射单元的出射光均射入所述第三光转向器，所述第四发光模块中的激光发射单元的出射光均射入所述第四光转向器。
8.进一步地，所述激光器还包括相互连接且并排设置的第一底板和第二底板，所述第一底板的上表面高于所述第二底板的上表面，一半所述挡板位于所述第一底板，另一半所述挡板位于所述第二底板，所述第一发光模块和第二发光模块固定于所述第一底板上表面的相对两端，所述第三发光模块和第四发光模块固定于所述第二底板上表面的相对两端，所述第一光转向器和第二光转向器位于所述第一底板的上表面，所述第三光转向器和第四光转向器位于所述第二底板的上表面。
9.进一步地，所述激光器还包括壳体，所述壳体的底板由所述第一底板和第二底板组成，所述壳体的侧壁中包括相对设置的第一侧壁和第二侧壁，所述第一发光模块、第二发光模块相互间隔的背靠所述第一侧壁设置，所述第三发光模块、第四发光模块相互间隔的背靠所述第二侧壁设置，所述挡板垂直所述第一侧壁和第二侧壁且与所述第一侧壁和第二侧壁之间无接触。
10.进一步地，所述壳体中除所述第一侧壁、第二侧壁外的其它侧壁的内侧设有支撑部，所述支撑部的上表面低于所述壳体侧壁的上表面，所述散热板被所述支撑部和所述挡板向上支撑且与之均固定连接，所述散热板悬空的位于所述第一发光模块、第二发光模块、第三发光模块和第四发光模块的上方，所述壳体与所述挡板一体成型。
11.进一步地，所述第一发光模块与第三发光模块中的激光发射单元一一对应且并排设置，所述第三发光模块中任一激光发射单元的最高高度小于或等于所述第一发光模块中与之正对的台阶的高度；所述第二发光模块与第四发光模块中的台阶一一对应且并排设置，所述第四发光模块中任一激光发射单元的最高高度小于或等于所述第二发光模块中与之正对的台阶的高度。
12.进一步地，所述的激光器还包括偏振合束器，所述偏振合束器与第二发光模块位于所述挡板的同侧，所述偏振合束器具有第一入射面和第二入射面，所述第一发光模块发出的光经二所述外光转向器转向而绕过所述挡板射入所述第一入射面，所述第二发光模块发出的光经一所述外光转向器转向而射入所述第二入射面，所述偏振合束器的出光面朝向所述滤波片设置。
13.本实用新型提供的稳定型半导体激光器具有以下有益效果：所述挡板位于所述第一发光模块和第二发光模块的出光方向，从而所述挡板能够吸收所述第一发光模块和第二发光模块出光方向的杂光，并且将因吸收杂光而产生的热量通过散热板传递出去，从而保证激光器稳定工作。
附图说明
14.图1为本实用新型第一实施例所述的一种稳定型半导体激光器的立体分解图；
15.图2为本实用新型第一实施例所述的一种稳定型半导体激光器的立体组装解图；
16.图3为图2的俯向透视图；
17.图4为图3在bw
‑
bw方向的剖视图；
18.图5为本实用新型第二实施例所述的一种稳定型半导体激光器的示意图；
19.图中：
20.1、壳体；11、第一底板；12、第二底板；13、第一侧壁；14、第二侧壁；15、支撑部；2、散热板；21、固定配合孔；3、第一发光模块；4、第二发光模块；5、第三发光模块；6、第四发光模块；7、激光发射单元；71、激光芯片；72、快轴准直器；73、慢轴准直器；74、内光转向器；8、台阶；81、垫块；82、主体部；9、外光转向器；91、第一外光转向器；92、第二外光转向器；93、第三外光转向器；94、第四外光转向器；95、总光转向器；10、挡板；101、固定孔；a、滤波片；b、聚焦组件；b1、快轴聚焦透镜；b2、慢轴聚焦透镜；c、输出光纤；d、偏振合束器。
具体实施方式
21.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地描述。
22.请参照图1、图2和图5，本实用新型提供的一种稳定型半导体激光器包括壳体1和收容于所述壳体1内部的光学组件，请参照图1和图3，所述光学组件主要包括第一发光模块3、第二发光模块4、滤波片a、聚焦组件b和输出光纤c，还包括同时位于所述第一发光模块3和第二发光模块4出光方向的挡板10，且所述第一发光模块3和第二发光模块4位于所述挡板10的相对两侧，若干外光转向器9对应所述第一发光模块3和第二发光模块4设置，所述第一发光模块3和第二发光模块4射出的光经对应的外光转向器9转向而避开所述挡板10并依次穿过所述滤波片a、聚焦组件b射入输出光纤c，所述挡板10由导热材料制成且与散热板2连接。
23.为了详细说明本实用新型的技术方案，下面以两个实施例进行详细说明。
24.实施例一
25.请参照附图1和图3，所述的激光器还包括第三发光模块5、第四发光模块6和偏振合束器d。所述偏振合束器d包括相对设置的两个三棱镜和位于两所述三棱镜之间的合束面，每一所述三棱镜上均具有一入射面，分别为第一入射面和第二入射面，所述第一入射面垂直所述第二入射面，其中一所述入射面的表面覆有半波片，经过所述半波片射入偏振合束器的光从所述合束面透射过，未经过所述半波片射入偏振合束器的光被所述合束面反射，本实施例中，所述半波片覆在所述第二入射面的外侧。所述偏振合束器的出光面与所述半波片a相对设置，所述偏振合束器d的出光面朝向所述滤波片a设置，所述滤波片a仅允许特定波长的激光通过，通过输出光纤c回返的激光和激光器内的杂光则无法透过所述滤波片a，从而既能保证通过所述输出光纤c输出的激光的属性，又能避免杂光等反向穿过所述滤波片a回射至各发光模块毁损发光模块的激光芯片。所述聚焦组件b包括快轴聚焦透镜b1和慢轴聚焦透镜b2，所述滤波片a设置在所述偏振合束器d与所述快轴聚焦透镜b1之间，所述慢轴聚焦透镜b2设置在所述快轴聚焦透镜b1与所述输出光纤c之间。
26.请参照图3，所述第一发光模块3和第三发光模块5位于所述挡板10的同一侧且同排设置，所述第二发光模块4和第四发光模块6位于挡板10的另一侧且同排(即沿着长度方向)设置，同时，所述挡板10位于所述第三发光模块5和第四发光模块6的出光方向，所述第
一发光模块3和第二发光模块4同列(即沿着与上述长度方向垂直的宽度方向)设置，所述第三发光模块5和第四发光模块6同列设置，从而所述第一发光模块3、第二发光模块4、第三发光模块5和第四发光模块6总体呈矩形阵列排布。
27.请参照图3，所述外光转向器9包括位于所述第一发光模块3出光方向的第一光转向器91、位于第二发光模块4出光方向的第二光转向器92、位于第三发光模块5出光方向的第三光转向器93、位于第四发光模块6出光方向的第四光转向器94和与所述第一光转向器91、第三光转向器93并排设置的总光转向器95。
28.所述第一发光模块3的出射光射入所述第一外光转向器91，并被所述第一外光转向器91转向射入所述总光转向器95，所述第三发光模块93的出射光射入所述第三外光转向器93，并被所述第三外光转向器93转向射入所述总光转向器95，来自第一外光转向器91的光和来自第三外光转向器93的光在所述总光转向器95上进行空间合束，然后所述总光转向器95将空间合束的光射入所述偏振合束器d的第一入射面。所述第二发光模块4的出射光射入所述第二外光转向器92，并被所述第二外光转向器92转向依次射入半波片和所述偏振合束器d的第二入射面，所述第四发光模块6的出射光射入所述第四外光转向器94，并被所述第四外光转向器94转向射入半波片和所述偏振合束器d的第二入射面，从第二入射面进入的光在半波片的作用下透过所述合束面，并与从第一入射面进入且被所述合束面反射的光在该合束面出光方向上合束，形成偏振合束光，偏振合束光从所述偏振合束器d的出光面射出进入所述滤波片a。
29.具体地，请参照图1和图3，所述第一发光模块3、第二发光模块4、第三发光模块5和第四发光模块6均包含有多个台阶8和多个激光发射单元7，所述激光发射单元7一一对应的设置于对应台阶8的上表面，且距离所述挡板10越远的台阶8高度越高(如图4所示)，从而使任一所述激光发射单元7发射的激光均能越过与之属于同一发光模块且位置更靠近所述挡板10的其它激光发射单元7而不至于被遮挡，通过各台阶8形成的高度差，使所述第一发光模块1中的所有激光发射单元7的出射光不受遮挡的射向所述第一光转向器91，所述第二发光模块4中的所有激光发射单元7的出射光不受遮挡的射向所述第二光转向器92，所述第三发光模块5中的所有激光发射单元7的出射光不受遮挡的射向所述第三光转向器93，所述第四发光模块6中的所有激光发射单元7的出射光不受遮挡的射向所述第四光转向器94。
30.请参照图1，每一所述激光发射单元7均包括激光芯片71、贴设于激光芯片71出光面的快轴准直器72和位于对应快轴准直器72出光方向的慢轴准直器73，每一所述台阶8包括主体部82和固定于主体部82的垫块81，所述激光芯片71固定于对应的垫块81，所述慢轴准直器73固定于对应的主体部82，每一所述激光芯片71发射的激光经过对应的快轴准直器72、慢轴准直器73准直后光向朝向所述挡板10。
31.本实施例中，请参照图1和图3，每一所述的激光发射单元7中的激光芯片71、快轴准直器72、慢轴准直器73并排设置，为了使所述激光芯片71发出的光能够射向所述挡板10所在方向，每一所述激光发射单元7还包括内光转向器74，所述内光转向器74设于对应的主体部82且位于对应的慢轴准直器73的出光方向，每一所述激光芯片71的出光方向与所述挡板10的延伸方向平行，所述第一发光模块3中的慢轴准直器73的出射光经对应的内光转向器74转向90
°
后射入所述第一光转向器91，所述第二发光模块4中的慢轴准直器73的出射光经对应的内光转向器74转向90
°
后射入所述第二光转向器92，所述第三发光模块5中的慢轴
准直器73的出射光经对应的内光转向器74转向90
°
后射入所述第三光转向器93，所述第四发光模块6中的慢轴准直器73的出射光经对应的内光转向器74转向90
°
后射入所述第四光转向器94。
32.不排除在其它实施例中，每一所述的激光发射单元7中的激光芯片71、快轴准直器72、慢轴准直器73并列设置，如此所述激光芯片71的出光方向直接对准所述挡板10。
33.所述第一发光模块3、第二发光模块4、第三发光模块5和第四发光模块6的出射光均直接朝向所述挡板10，当所述第一外光转向器91、第二外光转向器92、第三外光转向器93和第四外光转向器94由于工艺或者其他原因造成的误差，使所述第一发光模块3、第二发光模块4、第三发光模块5和第四发光模块6的部分出射光越过或者透过对应的第一外光转向器91、第二外光转向器92、第三外光转向器93和第四外光转向器94形成不能从输出光纤c输出的杂光，所述杂光将会继续向前传播，并射入所述挡板10被所述挡板10吸收，优选所述挡板10由无氧铜制成，且该无氧铜的表面涂布有黑色的涂覆层，以增强所述挡板10对光的吸收能力。
34.请参照图1，本实施例中，所述激光器还包括相互连接且并排设置的第一底板11和第二底板12，所述第一底板11的上表面高于所述第二底板12的上表面，一半所述挡板10位于所述第一底板11，另一半所述挡板10位于所述第二底板12，所述第一发光模块3和第二发光模块4固定于所述第一底板11上表面的相对两端，所述第三发光模块5和第四发光模块6固定于所述第二底板12上表面的相对两端。所述第一光转向器91和第二光转向器92位于所述第一底板11的上表面，所述第三光转向器93和第四光转向器94位于所述第二底板12的上表面，从而使被所述第一光转向器91转向的光能够越过所述第三光转向器93射入所述总光转向器95，使被所述第二光转向器92转向的光能够越过所述第四光转向器94射入所述半波片。
35.请参照图1和图3，所述壳体1的底板由所述第一底板11和第二底板12组成，即所述第一底板11和第二底板12属于壳体1，所述壳体1的侧壁中包括相对设置的第一侧壁13和第二侧壁14，所述第一发光模块3、第二发光模块4相互间隔的背靠所述第一侧壁13设置，所述第三发光模块5、第四发光模块6相互间隔的背靠所述第二侧壁设置14，所述挡板10垂直所述第一侧壁13和第二侧壁14且与所述第一侧壁13和第二侧壁14之间无接触。
36.请参照图1、图2和图4，所述壳体1中除所述第一侧壁13、第二侧壁14外的其它侧壁的内侧设有支撑部15，所述支撑部15的上表面低于所述壳体1侧壁的上表面，所述散热板2被所述支撑部15和所述挡板10向上支撑且与之均固定连接(请参照图1和图2，所述支撑部15和所述挡板10上均设有固定孔101，所述散热板2上设有与所述固定孔101一一对应的固定配合孔21，在所述散热板2被所述支撑部15、挡板10支撑后，通过将螺栓或者螺钉打入或者拧入对应的固定配合孔21和固定孔101而使散热板2与支撑部15、挡板10相互固定)，所述散热板2悬空的位于所述第一发光模块3、第二发光模块4、第三发光模块5和第四发光模块6的上方，所述壳体1、挡板10和台阶8一体成型。
37.所述第一发光模块3与第三发光模块4中的激光发射单元7一一对应且并排设置，所述第三发光模块5中任一激光发射单元7的最高高度小于或等于所述第一发光模块3中与该激光发射单元7正对的台阶8的高度；所述第二发光模块4与第四发光模块6中的台阶8一一对应且并排设置，所述第四发光模块6中任一激光发射单元7的最高高度小于或等于所述
第二发光模块4中与该激光发射单元7正对的台阶8的高度。从而，若因为系统误差或者其它原因导致的第三发光模块5中的激光芯片71和/或慢轴准直器73的部分出射光越过或者透过对应的内光转向器74形成杂光，所述第一底板11高出所述第二底板12的部分的侧面和第一发光模块3中对应的台阶8的侧面则会吸收该杂光，同理，若因为系统误差或者其它原因导致第四发光模块6中的激光芯片71和/或慢轴准直器73的部分出射光越过或者透过对应的内光转向器74形成杂光，所述第一底板11高出所述第二底板12的部分的侧面和第二发光模块4中对应的台阶8的侧面则会吸收该杂光。与之类似地，若因为系统误差或者其它原因导致第一发光模块3中的激光芯片71和/或慢轴准直器73的部分出射光越过或者透过对应的内光转向器74形成杂光，则位于所述杂光行径方向的所述第二侧壁则会吸收该杂光，若因为系统误差或者其它原因导致第二发光模块4中的激光芯片71和/或慢轴准直器73的部分出射光越过或者透过对应的内光转向器74形成杂光，则位于所述杂光行径方向的所述第二侧壁则会吸收该杂光。即第一发光模块3和第二发光模块4中的每一所述激光发射单元7内部的杂光会被与之正对的第二侧壁14吸收，第三发光模块5和第四发光模块6中的每一所述激光发射单元7内部的杂光会被与之正对的位于所述第一底板11的台阶8的侧面和该第一底板11自第二底板12显露出的第一底板11的侧面吸收。所述第一发光模块3、第二发光模块4、第三发光模块5和第四发光模块6的出射光中的杂光和该出射光转向过程中的杂光则会被所述挡板10吸收。
38.由于所述壳体1、挡板10和台阶8一体成型，所述挡板10向上与散热板2连接，所述底板向下连接换热器或者底板内部设有散热水路，从而所述壳体1、台阶8和挡板10因吸收杂光而产生的热量可快速的被传递出去，从而在减少激光器内部杂光的同时，能够将因杂光产生的高温及时散去，确保激光芯片71正常工作。
39.实施例二
40.如图5所示，实施例二与实施例一的主要区别在于：所述激光器的发光模块仅两个，为所述第一发光模块3和第二发光模块4，所述的激光器还包括偏振合束器d，所述偏振合束器d与第二发光模块4位于所述挡板10的同侧，所述偏振合束器d具有第一入射面和第二入射面，所述第一发光模块3发出的光经二所述外光转向器9转向而绕过所述挡板10射入所述第一入射面，所述第二发光模块4发出的光经一所述外光转向器9转向而射入所述第二入射面，所述偏振合束器d的出光面朝向所述滤波片a设置。
41.所述偏振合束器d用于将来自不同发光模块的光进行偏振合束，以增加射入输出光纤c的激光亮度。
42.在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本技术请求保护的范围。
43.在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
44.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。