一种半导体激光器系统及其合束方法与流程

本发明涉及半导体激光器，特别是涉及一种半导体激光器系统及其合束方法。

背景技术：

1、半导体激光器(semiconductor laser diode，ld)因其高亮度、高可靠性、小体积易于集成等优势而在医疗美容、固体激光器泵浦源、3d打印、激光加工等领域得到广泛应用。然而，由于技术瓶颈的存在，目前市面上的半导体激光器在输出光功率方面存在一个提升的上限。

2、当前常用的改良优化方法包括光束整形和耦合等方式，其中，单管半导体激光器采用合束技术以提升光功率。然而，采用现有方法对光束进行改良后，光路中的光通过准直镜、反射镜等光学元件时，会产生一些杂散光。这些杂光在整个半导体激光器模块中毫无实际用途，反而会对模块性能产生负面影响，引起大量噪声干扰，从而导致光束质量下降。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种半导体激光器系统及其合束方法，可有效降低光路中的噪声信号，提升半导体激光器系统的输出性能。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、第一方面，本发明提供了一种半导体激光器系统，包括多个半导体激光器模块，所述半导体激光器模块包括：半导体激光器、快轴准直镜、慢轴准直镜、偏振分光棱镜、四分之一波片和反射镜；

4、所述半导体激光器用于发射散射状光斑；

5、所述快轴准直镜用于将所述散射状光斑中的快轴进行压缩，得到压缩后的第一散射状光斑；

6、所述慢轴准直镜用于将所述第一散射状光斑中的慢轴进行压缩，得到压缩后的第二散射状光斑；

7、所述偏振分光棱镜用于将入射的第二散射状光斑分成水平偏振光和垂直偏振光；

8、所述四分之一波片用于将水平偏振光转换为特定偏振态的光线；

9、所述反射镜用于将所述特定偏振态的光线按原路径反射。

10、可选的，所述特定偏振态的光线按原路径反射后，透过所述四分之一波片，与所述垂直偏振光汇聚，经所述偏振分光棱镜向外传输。

11、可选的，所述半导体激光器模块按照半导体激光器-快轴准直镜-慢轴准直镜-偏振分光棱镜-四分之一波片-反射镜的顺序分布设置。

12、可选的，所述反射镜为平面反射镜。

13、可选的，每两个所述半导体激光器模块组成一半导体激光器模块合束结构。

14、可选的，所述半导体激光器模块合束结构包括第一半导体激光器、第二半导体激光器、第一快轴准直镜、第二快轴准直镜、第一慢轴准直镜、第二慢轴准直镜、第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜、第一四分之一波片、第二四分之一波片、第一反射镜和第二反射镜。

15、可选的，所述半导体激光器模块合束结构按照第一半导体激光器-第一快轴准直镜-第一慢轴准直镜-第一偏振分光棱镜-第一四分之一波片-第一反射镜-第二反射镜-第二四分之一波片-第二偏振分光棱镜-第二慢轴准直镜-第二快轴准直镜-第二半导体激光器的顺序分布设置。

16、可选的，所述第一半导体激光器与所述第二半导体激光器的激光发射方向相对设置。

17、第二方面，本发明提供了一种基于所述半导体激光器系统的半导体激光合束方法，包括：

18、获取半导体激光器系统中的组成部件；所述组成部件包括半导体激光器、快轴准直镜、慢轴准直镜、偏振分光棱镜、四分之一波片和反射镜；所述半导体激光器系统中包括多个半导体激光器模块；

19、将各所述组成部件按照半导体激光器-快轴准直镜-慢轴准直镜-偏振分光棱镜-四分之一波片-反射镜的顺序，利用uv胶固定在各所述半导体激光器模块的底面；

20、启动各所述半导体激光器模块中的半导体激光器，进行半导体激光合束。

21、可选的，在将各所述组成部件按照半导体激光器-快轴准直镜-慢轴准直镜-偏振分光棱镜-四分之一波片-反射镜的顺序利用uv胶光固化在各所述半导体激光器模块底面之前，还包括：

22、通过调光操作，对各所述组成部件之间的距离进行调整。

23、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

24、本发明提供了一种半导体激光器系统及其合束方法，包括多个半导体激光器模块，半导体激光器模块包括：半导体激光器、快轴准直镜、慢轴准直镜、偏振分光棱镜、四分之一波片和反射镜。本发明的半导体激光器模块在原有的半导体激光器结构上加入了偏振分光棱镜-四分之一波片组合，将光路中光的偏振态发生转变，将四分之一波片前后的光的偏振态进行改变，可有效降低光路中的噪声信号，提升半导体激光器模块的输出性能。

技术特征：

1.一种半导体激光器系统，包括多个半导体激光器模块，其特征在于，所述半导体激光器模块包括：半导体激光器、快轴准直镜、慢轴准直镜、偏振分光棱镜、四分之一波片和反射镜；

2.根据权利要求1所述的一种半导体激光器系统，其特征在于，所述特定偏振态的光线按原路径反射后，透过所述四分之一波片，与所述垂直偏振光汇聚，经所述偏振分光棱镜向外传输。

3.根据权利要求1所述的一种半导体激光器系统，其特征在于，所述半导体激光器模块按照半导体激光器-快轴准直镜-慢轴准直镜-偏振分光棱镜-四分之一波片-反射镜的顺序分布设置。

4.根据权利要求1所述的一种半导体激光器系统，其特征在于，所述反射镜为平面反射镜。

5.根据权利要求1所述的一种半导体激光器系统，其特征在于，每两个所述半导体激光器模块组成一半导体激光器模块合束结构。

6.根据权利要求5所述的一种半导体激光器系统，其特征在于，所述半导体激光器模块合束结构包括第一半导体激光器、第二半导体激光器、第一快轴准直镜、第二快轴准直镜、第一慢轴准直镜、第二慢轴准直镜、第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜、第一四分之一波片、第二四分之一波片、第一反射镜和第二反射镜。

7.根据权利要求6所述的一种半导体激光器系统，其特征在于，所述半导体激光器模块合束结构按照第一半导体激光器-第一快轴准直镜-第一慢轴准直镜-第一偏振分光棱镜-第一四分之一波片-第一反射镜-第二反射镜-第二四分之一波片-第二偏振分光棱镜-第二慢轴准直镜-第二快轴准直镜-第二半导体激光器的顺序分布设置。

8.根据权利要求6所述的一种半导体激光器系统，其特征在于，所述第一半导体激光器与所述第二半导体激光器的激光发射方向相对设置。

9.一种基于权利要求1-8任一项所述半导体激光器系统的半导体激光合束方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的半导体激光合束方法，其特征在于，在将各所述组成部件按照半导体激光器-快轴准直镜-慢轴准直镜-偏振分光棱镜-四分之一波片-反射镜的顺序利用uv胶光固化在各所述半导体激光器模块底面之前，还包括：

技术总结本发明公开一种半导体激光器系统及其合束方法，涉及半导体激光器领域，系统包括多个半导体激光器模块，模块中包括：半导体激光器、快轴准直镜、慢轴准直镜、偏振分光棱镜、四分之一波片和反射镜；快轴准直镜将散射状光斑中的快轴压缩得到压缩后的第一散射状光斑，慢轴准直镜将第一散射状光斑中的慢轴压缩得到压缩后的第二散射状光斑；偏振分光棱镜将第二散射状光斑分成水平偏振光和垂直偏振光；四分之一波片将水平偏振光转换为特定偏振态的光线；反射镜将特定偏振态的光线按原路径反射。本发明在原有的半导体激光器结构上加入了偏振分光棱镜‑四分之一波片组合，将光路中光的偏振态发生转变，降低光路中的噪声信号，提升输出性能。技术研发人员：代黎明,王宪涛,刘鹏受保护的技术使用者：北京至真健康科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/17