空间叠加耦合高功率半导体激光叠阵系统

摘要

本发明公开了一种空间叠加高功率半导体激光叠阵系统，包括第一半导体激光叠阵、第二半导体激光叠阵，第一半导体激光叠阵和第二半导体激光叠阵均由多个半导体激光巴条沿快轴方向叠加而成，该两个叠阵包含的巴条数量相同；还包括第一快轴准直透镜组、第二快轴准直透镜组、第一慢轴准直透镜列阵组、第二慢轴准直透镜列阵组、周期性空间耦合镜、慢轴扩束系统、聚焦镜；该系统中的两路激光叠阵在空间上通过周期性空间耦合镜叠加输出高功率激光，光束准直采用快轴准直透镜和慢轴准直透镜列阵来实现，保持高亮度和线偏振的特性，同时，加入了反馈光隔离系统保护内部器件。有效解决了现有半导体激光器工艺的复杂性问题，输出高功率的条形均匀光斑。

主权项

一种空间叠加高功率半导体激光叠阵系统，包括第一半导体激光叠阵（1）、第二半导体激光叠阵（2），所述第一半导体激光叠阵（1）和第二半导体激光叠阵（2）均由多个半导体激光巴条沿快轴方向叠加而成，且该两个叠阵包含的半导体激光巴条数量相同；其特征在于，还包括第一快轴准直透镜组（3）、第二快轴准直透镜组（4）、第一慢轴准直透镜列阵组（5）、第二慢轴准直透镜列阵组（6）、周期性空间耦合镜（7）、慢轴扩束系统（8）、聚焦镜（9）；其中：所述第一快轴准直透镜组（3）和第二快轴准直透镜组（4）均由与半导体激光叠阵中半导体激光巴条个数相同的多个准直透镜组成；第一快轴准直透镜组（3）中准直透镜的数量与第一半导体激光叠阵（1）中半导体激光巴条的数量相同；第二快轴准直透镜组（4）中准直透镜的数量与第二半导体激光叠阵（2）中半导体激光巴条的数量相同；第一慢轴准直透镜列阵组（5）和第二慢轴准直透镜列阵组（6）均由多个准直透镜列阵组成；第一慢轴准直透镜列阵组（5）中准直透镜列阵的数量与第一半导体激光叠阵（1）中半导体激光巴条的数量相同；第二慢轴准直透镜列阵组（6）中准直透镜列阵的数量与第二半导体激光叠阵（2）中半导体激光巴条的数量相同；所述第一快轴准直透镜组（3）中的每个准直透镜相对于第一半导体激光叠阵（1）中对应的半导体激光巴条平行且同心放置，且两者之间的距离为该准直透镜的焦距；第二快轴准直透镜组（4）中的每个准直透镜与第二半导体激光叠阵（2）中对应的半导体激光巴条平行且同心放置，且两者之间的距离为快轴准直透镜的焦距；第一慢轴准直透镜列阵组（5）的每个准直透镜列阵相对于第一半导体激光叠阵中对应的巴条平行且同心放置，且两者之间的距离为该慢轴准直透镜列阵的焦距；第二慢轴准直透镜列阵组（6）的每一个准直透镜列阵相对于第二半导体激光叠阵中相对应的巴条平行且同心放置，且两者之间的距离为该慢轴准直透镜列阵的焦距；所述第一半导体激光叠阵（1）发出的光束依次经第一快轴准直透镜组（3）、第一慢轴准直透镜列阵组（5）在快、慢轴方向上进行准直后成为第一平行光，第一平行光中由每个半导体激光巴条发出的光束的尺寸为二分之一巴条间距；第二半导体激光叠阵（2）发出的光束依次经第二快轴准直透镜组（4）、第二慢轴准直透镜列阵组（6）在快、慢轴方向进行准直后成为第二平行光，第二平行光中由每个半导体激光巴条发出的光束的尺寸为二分之一巴条间距；周期性空间耦合镜（7）所在面与第一平行光、第二平行 光的夹角均为45°，第一平行光经周期性空间耦合镜（7）全部透过，第二平行光以垂直于第一平行光的方向到达周期性空间耦合镜，经周期性空间耦合镜（7）进行45°反射后，与通过周期性空间耦合镜（7）的第一平行光同向且相互叠加，叠加光束经慢轴扩束系统（8）调整慢轴扩束倍数，最后经聚焦透镜（9）聚焦后输出。