一種半導體激光器的發(fā)光點旋轉密排整形裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種激光技術應用領域，尤其是一種半導體激光器的發(fā)光點旋轉密排整形裝置。
【背景技術】
[0002]由于半導體激光器具有電光轉換效率高、可靠性好、小型化等優(yōu)點，在激光泵浦源和直接應用等方面均得到迅速發(fā)展及廣泛應用，特別是作為固體激光器和光纖激光器的泵浦源，推動了全固態(tài)激光器的快速發(fā)展。高亮度、高功率的半導體激光器泵浦源是光纖激光器和固體激光器實現(xiàn)高效率、高功率輸出的重要基礎條件。
[0003]半導體激光器具有不對稱分布的輸出光場。半導體激光器在垂直于PN結的方向(快軸方向)上呈現(xiàn)30° ~70°的高發(fā)散角，但發(fā)光區(qū)僅I μπι寬，光束質量達到衍射極限；在平行于PN結的方向(慢軸方向)上雖只有10°左右的發(fā)散角，但發(fā)光區(qū)具有10ym左右的長度，而且發(fā)光區(qū)之間存在能量死區(qū)，相當于許多發(fā)光區(qū)斷續(xù)排列成線光源，光束質量極差，快軸和慢軸方向的光束質量相差成百倍。
[0004]因此如何消除半導體激光器的發(fā)光死區(qū)，勻化快慢軸方向的光束質量，提高半導體激光器的發(fā)光亮度，是半導體激光光纖耦合模塊實現(xiàn)高亮度、高功率和高可靠性輸出的一項關鍵技術。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的，就是針對現(xiàn)有技術所存在的不足，而提供一種半導體激光器的發(fā)光點旋轉密排整形裝置的技術方案，該方案采用直角棱鏡空間組合作為光束旋轉器件，采用分布式柱面鏡陣列作為光程差補償和慢軸準直器件，基于光束全反射原理，通過半導體激光器發(fā)光點和直角棱鏡的空間位置調節(jié)，消除半導體激光器的發(fā)光死區(qū)，可實現(xiàn)半導體激光器的發(fā)光點旋轉密排。該發(fā)明具有光束旋轉無像差，整形系統(tǒng)裝調簡單易行等特點。基于該發(fā)明研制的半導體激光高亮度光纖耦合輸出光源可應用在泵浦光纖激光器、醫(yī)療及工業(yè)加工等眾多領域。
[0006]本方案是通過如下技術措施來實現(xiàn)的:
一種半導體激光器的發(fā)光點旋轉密排整形裝置，包括有半導體激光器芯片、熱沉、快軸準直透鏡、柱面透鏡組、直角棱鏡陣列；半導體激光器芯片封裝在熱沉上；半導體激光器芯片發(fā)射的激光依次穿過快軸準直透鏡、直角棱鏡陣列和柱面透鏡組后射出。
[0007]作為本方案的優(yōu)選:快軸準直透鏡對半導體激光器芯片發(fā)出的激光進行快軸準直，快軸準直后的半導體激光器芯片各發(fā)光點Y軸方向光斑寬度小于半導體激光器芯片上各發(fā)光點之間的距離。
[0008]作為本方案的優(yōu)選:直角棱鏡陣列由多個直角棱鏡組錯位排列組成；直角棱鏡組由直角棱鏡A和直角棱鏡B組成；所述直角棱鏡A和直角棱鏡B截面形狀為等腰直角三角形。
[0009]作為本方案的優(yōu)選:直角棱鏡A的直角面和直角棱鏡B的直角面通過UV膠水固定，且直角棱鏡A的斜面和直角棱鏡B的斜面所在的軸向方向不相同。
[0010]作為本方案的優(yōu)選:柱面透鏡組由多個柱面透鏡單元組成，柱面透鏡單元按照光程差組合固定，相鄰柱面透鏡單元在X方向的距離差等于半導體激光器芯片各發(fā)光點的光程差，其誤差不超過土 100 μ m。
[0011]作為本方案的優(yōu)選:直角棱鏡A的直角邊長度等于快軸準直后各發(fā)光點Y軸方向光斑的寬度，其誤差不超過±2 μ m ;直角棱鏡A的高度應等于半導體激光器芯片上各發(fā)光點之間的距離，其誤差不超過±5μπι。
[0012]作為本方案的優(yōu)選:直角棱鏡B的直角邊長度應等于半導體激光器芯片上各發(fā)光點之間的距離，其誤差不超過±5 μπι ;直角棱鏡B的高度應等于快軸準直后各發(fā)光點Y軸方向光斑的寬度，其誤差不超過±2 μπι。
[0013]作為本方案的優(yōu)選:直角棱鏡A和直角棱鏡B的重合面的誤差在X方向小于100 μ m、Z 方向小于 100 μ m。
[0014]作為本方案的優(yōu)選:半導體激光器芯片的每個發(fā)光點都對應設置有一組直角棱鏡組，相鄰的直角棱鏡組在Z方向上的的距離等于快軸準直后各發(fā)光點Y軸方向光斑的寬度，其誤差不超過±5 μπι。
[0015]作為本方案的優(yōu)選:直角棱鏡陣列中的每個直角棱鏡組分別對應半導體激光器芯片的每個發(fā)光點，相鄰的直角棱鏡組在Z方向的距離差等于快軸準直后各發(fā)光點Y軸方向光斑寬度，其誤差要求不超過±5 μπι。
[0016]本方案的有益效果可根據(jù)對上述方案的敘述得知，本發(fā)明的優(yōu)點在于:當半導體激光光束通過直角棱鏡組合元件后通過光束旋轉，改變了原來的快慢軸光束質量分布，實現(xiàn)了快慢軸光束質量的勻化；同時直角棱鏡組合元件的空間位置差異，填充了各發(fā)光點之間的能量死區(qū)，實現(xiàn)了各發(fā)光點的緊密接觸，提升了半導體激光器的發(fā)光亮度，而且整形系統(tǒng)結構簡單，整形元件加工容易。
[0017]由此可見，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有實質性特點和進步，其實施的有益效果也是顯而易見的。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
[0019]圖2為經(jīng)過快軸準直透鏡后的光斑。
[0020]圖3為經(jīng)過直角棱鏡組的光斑。
[0021 ] 圖4為經(jīng)過柱面透鏡組的光斑。
[0022]圖5為直角棱鏡組的光路旋轉示意圖。
[0023]圖中，I為直角棱鏡Α，2為直角棱鏡B，3為半導體激光器芯片，4為快軸準直透鏡，5為柱面透鏡組，6為直角棱鏡組。
【具體實施方式】
[0024]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0025]本說明書(包括任何附加權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
[0026]實施例: