一种沿空间球面分布的半导体泵浦薄片激光器的制作方法

本技术涉及一种沿空间球面分布的半导体泵浦薄片激光器，属于半导体激光器。

背景技术：

1、边发射半导体激光器(简称为eel)是一种由一个或多个发光点水平排列构成的线状高功率半导体激光光源。其中，单个管芯的边发射半导体激光器称为边发射单管芯，而多个管芯阵列常被称为激光巴条。

2、边发射半导体激光器具有垂直方向和水平方向两个不同的发散角，分别称为快轴和慢轴。快轴发散角半高宽约为30～40度，而慢轴发散角半高宽约为6～10度。一般的边发射半导体激光器整体宽度约为10mm，但也有其他不同的宽度可选。由于快轴方向上发散角较大，一般采用非球面柱透镜(又称快轴压缩透镜)进行压缩，压缩后发散角可以小于0.5度甚至更低。慢轴方向的发散角也可以进一步压缩，一般采用一一对应的非球面柱透镜阵列进行压缩(又称慢轴压缩透镜)。由于每个管芯在水平方向上的条宽一般几十微米到几百微米，因此在慢轴方向上发散角压缩倍率较低。

3、另外，边发射半导体激光器及其组成的阵列的出光不是圆斑(条状出光)，但是薄片激光晶体多采用圆对称结构(如圆片或正多边形)，因此两者之间存在匹配困难。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种沿空间球面分布的半导体泵浦薄片激光器。

2、为实现上述技术目的，本实用新型采用以下的技术方案：

3、一种沿空间球面分布的半导体泵浦薄片激光器，包括：

4、薄片激光晶体，受到光学泵浦激发而产生激光增益；

5、热沉，与所述薄片激光晶体的高反表面焊接或压接在一起，以提供散热，

6、一层或多层边发射半导体激光器，各个边发射半导体激光器的出光方向均指向所述球面的球心，并且同一层的各个边发射半导体激光器的出光面位于同一平面；以及

7、耦合输出镜，设置在所述薄片激光晶体的中心轴线上，并且与所述高反表面平行，

8、其中，所述薄片激光晶体的高反表面镀有对输出激光和泵浦激光两种波长的光束均反射的高反膜，以与所述耦合输出镜形成激光谐振腔；

9、所述球心为所述薄片激光晶体的中心，所述平面平行于所述高反表面；

10、所述截交线的直径大于所述耦合输出镜片的直径。

11、其中较优地，所述边发射半导体激光器中，每一层包括多个边发射半导体激光器阵列，

12、所述边发射半导体激光器阵列，包括第一层边发射半导体激光器阵列和第二层边发射半导体激光器阵列，

13、所述第一层边发射半导体激光器阵列和第二层边发射半导体激光器阵列位于不同平面与所述球面的截交线上。

14、其中较优地，所述第一层边发射半导体激光器阵列中的各个边发射半导体激光器相同；

15、所述第二层边发射半导体激光器阵列中的各个边发射半导体激光器相同，

16、所述第一层边发射半导体激光器阵列中的边发射半导体激光器，不同于所述第二层边发射半导体激光器阵列中的边发射半导体激光器。

17、其中较优地，所述第一层边发射半导体激光器阵列中的边发射半导体激光器，放置方式是慢轴与边发射半导体激光器阵列的排列方向相同；

18、所述第二层边发射半导体激光器阵列中的边发射半导体激光器，放置方式是快轴与边发射半导体激光器阵列的排列方向相同。

19、其中较优地，所述同一层的边发射半导体激光器，以薄片激光晶体的中心点为中心，形成中心强、边缘弱的辐射对称的泵浦吸收分布。

20、其中较优地，所述同一层的边发射半导体激光器形成的边发射半导体激光器阵列中，各个边发射半导体激光器阵列均为直线排列，在排列方向的宽带为l，在排列方向上的快轴或慢轴的发散半角为θ,球面半径为r，激光晶体薄片的直径为d，则满足d≥n且n＝l+2*r*tan(θ)。

21、其中较优地，每个所述边发射半导体激光器均利用快轴压缩透镜进行快轴压缩，并且保持发散角和初始光斑尺寸一致。

22、其中较优地，在薄片激光晶体的出光表面镀有对输出激光和泵浦激光的增透膜。

23、其中较优地，所述耦合输出镜上形成镀膜，以增强输出光束的中心强、边缘弱的功率密度分布强度。

24、其中较优地，所述耦合输出镜上形成镀膜，使透过率从中心到边缘渐变，以获得光强为平顶的输出光斑。

25、与现有技术相比较，本实用新型通过球面对称的分布的多层边发射半导体激光器阵列作为泵浦源，以实现高功率激光器；而且因为是球面对称的泵浦源，提高条状出光泵浦光斑和圆形薄片的匹配性，所以能够实现近似圆形辐射对称的中间强周边弱的均匀光斑；还能利用不同层的边发射半导体激光器的设计来实现各种输出光束，扩大应用范围。

技术特征：

1.一种沿空间球面分布的半导体泵浦薄片激光器，其特征在于包括：

2.如权利要求1所述的沿空间球面分布的半导体泵浦薄片激光器，其特征在于：

3.如权利要求2所述的沿空间球面分布的半导体泵浦薄片激光器，其特征在于：

4.如权利要求3所述的沿空间球面分布的半导体泵浦薄片激光器，其特征在于：

5.如权利要求1～4中任意一项所述的沿空间球面分布的半导体泵浦薄片激光器，其特征在于：

6.如权利要求5所述的沿空间球面分布的半导体泵浦薄片激光器，其特征在于：

7.如权利要求6所述的沿空间球面分布的半导体泵浦薄片激光器，其特征在于：

8.如权利要求6所述的沿空间球面分布的半导体泵浦薄片激光器，其特征在于：

9.如权利要求6所述的沿空间球面分布的半导体泵浦薄片激光器，其特征在于：

10.如权利要求6所述的沿空间球面分布的半导体泵浦薄片激光器，其特征在于：

技术总结本技术公开了一种沿空间球面分布的半导体泵浦薄片激光器，包括：薄片激光晶体，受到光学泵浦激发而产生激光增益；热沉，与薄片激光晶体的高反表面焊接或压接在一起；一层或多层边发射半导体激光器，各个边发射半导体激光器的出光方向均指向球面的球心，并且同一层的各个边发射半导体激光器的出光面位于同一平面；以及耦合输出镜，设置在薄片激光晶体的中心轴线上，并且与高反表面平行，其中，薄片激光晶体的高反表面镀有对输出激光和泵浦激光两种波长的光束均反射的高反膜，以与耦合输出镜形成激光谐振腔；球心为薄片激光晶体的中心，平面平行于高反表面；截交线的直径大于耦合输出镜片的直径。技术研发人员：孔祥丽受保护的技术使用者：三河市镭科光电科技有限公司技术研发日：20231227技术公布日：2024/9/19