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  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    本实用新型揭示了一种半导体激光器，包括壳体，光耦合模块以及光斑均匀化模块；所述壳体内设置有相互独立的两个收容空间；所述光耦合模块形成于所述壳体的第一收容空间内，用于发射、聚焦光束，并通过光纤将光束输出至所述光斑均匀化模块；所述光斑均匀化模块形成于所述壳体的第二收容空间内，具有配合设置的凹部和凸部，所述凹部和所述凸部之间形成有大小可调节的第一光纤通道，所述光纤穿设于所述第一光纤通道内，且可通过调节所述凸部和所述凹部之间的距离改变施加于所述光纤上的机械应力，从而对光纤内的光束进行光斑均匀化。本实用新型的优点包括增加了激光器集成度，减小了激光器的体积，提高了输出光斑的均匀性。
    公开号:CN214337124U
    申请号:CN202120608677.9U
    申请日:2021-03-25
    公开日:2021-10-01
    发明作者:潘昊；芮建保；韩琼；韦春雷
    申请人:WUXI LUMISOURCE TECHNOLOGIES CO LTD；
    IPC主号:H01S5-06
    专利说明:
    [n0001] 本实用新型属于激光器技术领域，具体涉及一种半导体激光器，增加激光器集成度，减小激光器的体积，同时提高光斑的均匀性。
    [n0002] 激光匀化器是获得高质量、高均匀度激光光斑的重要工具，如果激光光斑不均匀会对后期光学系统造成很大的影响，而现有的半导体激光器高集成度光斑匀化技术都存在一定的缺陷，因此需要一种高集成度、高功率，损耗极小的光斑匀化半导体激光器。
    [n0003] 本实用新型的目的在于提供一种高集成度高功率光斑匀化半导体激光器，以实现增加激光器集成度，减小激光器的体积，提高光斑的均匀性，解决现有技术中的问题。
    [n0004] 为了实现上述目的，本实用新型一实施例提供的技术方案如下：
    [n0005] 一实施例中，提供了一种半导体激光器，包括壳体，光耦合模块以及光斑均匀化模块；
    [n0006] 所述壳体内设置有相互独立的两个收容空间；
    [n0007] 所述光耦合模块形成于所述壳体的第一收容空间内，用于发射、聚焦光束，并通过光纤将光束输出至所述光斑均匀化模块；
    [n0008] 所述光斑均匀化模块形成于所述壳体的第二收容空间内，具有配合设置的凹部和凸部，所述凹部和所述凸部之间形成有大小可调节的第一光纤通道，所述光纤穿设于所述第一光纤通道内，且可通过调节所述凸部和所述凹部之间的距离改变施加于所述光纤上的机械应力，从而对光纤内的光束进行光斑均匀化。
    [n0009] 作为本实用新型的进一步改进，所述光斑均匀化模块包括一施压块，所述施压块可活动设置于所述第二收容空间内，且所述施压块上形成有所述凹部，与所述施压块的凹部相对应的所述第二收容空间的内壁上形成有所述凸部，通过调节所述施压块与所述凸部之间的距离以改变所述第一光纤通道的大小。
    [n0010] 作为本实用新型的进一步改进，所述光斑均匀化模块包括一固定块，所述固定块被固定设置于所述第二收容空间内且位于所述施压块远离所述凹部一侧，所述固定块与所述施压块之间安装有推动所述施压块移动的若干推动件。
    [n0011] 作为本实用新型的进一步改进，所述固定块与所述第二收容空间的内壁之间形成有第二光纤通道，所述第二光纤通道与所述第一光纤通道连通设置。
    [n0012] 作为本实用新型的进一步改进，所述光纤自所述第一光纤通道进入后从所述第二光纤通道延伸出或所述光纤自所述第二光纤通道进入后从所述第一光纤通道延伸出。
    [n0013] 作为本实用新型的进一步改进，所述壳体上开设有光纤通孔，所述光纤通孔连通所述第一收容空间，所述光纤一端通过光纤接头固定于所述光纤通孔内，另一端穿过所述第一光纤通道和所述第二光纤通道。
    [n0014] 作为本实用新型的进一步改进，所述光纤与所述第一光纤通道和/或所述第二光纤通道之间填充有胶水。
    [n0015] 作为本实用新型的进一步改进，所述凸部包括依次连接设置的第一倾斜段、第一弯曲段、第一平直段、第二弯曲段和第二倾斜段，所述凹部包括与所述凸部对应设置的第三倾斜段、第三弯曲段、第二平直段、第四弯曲段和第四倾斜段，所述第一弯曲段和所述第三弯曲段、所述第一平直段与所述第二平直段、所述第二弯曲段与所述第四弯曲段之间的距离始终保持一致。
    [n0016] 作为本实用新型的进一步改进，所述第一倾斜段与所述第三倾斜段之间的距离，所述第二倾斜段与所述第四倾斜段之间的距离，沿所述第二平直段方向逐渐减小。
    [n0017] 作为本实用新型的进一步改进，所述光耦合模块包括准直模块，反射镜组以及聚焦透镜，所述准直模块发射的光经所述反射镜组反射后穿过所述聚焦透镜，由所述聚焦透镜聚焦后经光纤输出。
    [n0018] 作为本实用新型的进一步改进，所述准直模块包括热沉以及与热沉配合安装的若干发光元件和若干准直透镜，所述发光元件发出的光线经对应的所述准直透镜准直后射出至所述反射镜组。
    [n0019] 与现有技术相比，本实用新型将光耦合模块与光斑均匀化模块集成于一个壳体的两个单独空间内，由光耦合模块提供高耦合的光束至光纤，再经由光斑均匀化模块，通过凸部和凹部对光纤施加机械应力，改变光纤的光弹效应，使得光纤产生应力双折射，提高通过光纤输出的高耦合光束的光斑的均匀性；本实用新型提供了一种高集成度高功率光斑匀化半导体激光器，增加了激光器集成度，减小了激光器的体积，提高了输出光斑的均匀性。
    [n0020] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
    [n0021] 图1是本申请一实施方式中半导体激光器的爆炸结构图；
    [n0022] 图2是本申请一实施方式中半导体激光器内部的平面结构图；
    [n0023] 图3是本申请一实施方式中半导体激光器形成的光斑图；
    [n0024] 图4是传统的激光器经光斑均匀后形成的光斑图。
    [n0025] 以下将结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细描述。但该等实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。
    [n0026] 参考图1和图2所示，本申请一实施例提供了一种半导体激光器，包括壳体1，光耦合模块2，光斑均匀化模块3以及光纤4。壳体1被划分为两个相互独立的收容空间，光耦合模块2形成于壳体1的第一收容空间内，用于发射、聚焦光束，并通过光纤4将光束输出至光斑均匀化模块3；光斑均匀化模块3形成于壳体1的第二收容空间内，通过改变光纤4的光弹效应来提高光纤4输出的光斑的均匀性。
    [n0027] 壳体1包括底板11，侧板12以及盖板13，侧板12固定于底板11上后，与底板11围合成两个独立的收容空间，其中一个收容空间(第二收容空间)一端开放设置，另一收容空间(第一收容空间)的侧壁上开设有光纤通孔和若干电极孔。
    [n0028] 光耦合模块2被配置于第一收容空间内，包括准直模块21，反射镜组22以及聚焦透镜23，准直模块21发射的光经反射镜组22反射后穿过聚焦透镜23，由聚焦透镜23聚焦后输出。壳体1上于光纤通孔处安装有用于固定光纤4的光纤接头41，光纤接头41一般为外接的，也可以为自有的，经聚焦透镜23汇聚后的光线穿过光纤通孔，由光纤4往壳体1的第二收容空间输出。
    [n0029] 准直模块21包括热沉211，设于热沉211上的固定座212以及与固定座212配合安装的若干发光元件213和若干准直透镜214，发光元件213发出的光线经对应的准直透镜214准直后射出至反射镜组22。其中，发光元件213一般为激光二极管，固定座212上开设有与准直透镜214相对应的通孔，发光元件213安装于通孔内，具体的，发光元件213焊接在固定座212内的通孔内，发光元件213的引脚2131穿过固定座212和热沉211，暴露于第一收容空间内；第一收容空间的电极孔内还安装有与发光元件213电性连接的第一电极25，一个发光元件213对应一个第一电极25，第一电极25通过导线或者柔性电路板26与发光元件213的两个引脚2131电性连接，第一电极25同时与外部电源连接。
    [n0030] 反射镜组22包括若干反射镜，其中反射镜的数量与发光元件213和准直透镜214的数量相同。在本实施例中，发光元件213、准直透镜214和反射镜均设置有两个，第一电极25对应设置有两个，两个发光元件213串联后与两个第一电极25电性连接。
    [n0031] 两个反射镜相互平行且呈阶梯状布设，从而使得经各反射镜反射发出的光线不重叠且相互平行入射至聚焦透镜23，反射镜可旋转安装在第一收容空间内，反射镜与准直模块21发出的光线之间的角度可调从而保证每个发射镜反射的光线相互平行，在本实施例中，各准直透镜214水平并排安装在固定座212上，反射镜与对应的准直透镜214之间的距离沿远离聚焦透镜23的方向依次递减。
    [n0032] 另外，在第一收容空间内还安装有热敏电阻27，通过热敏电阻27检测第一收容空间内部的温度，壳体1上安装有与热敏电阻27电性连接的第二电极28，具体的，第二电极28安装在壳体1侧壁的电极孔内。
    [n0033] 光斑均匀化模块3形成于壳体1的第二收容空间内，具有配合设置的凹部311和凸部312，凹部311和凸部312之间形成有大小可调节的第一光纤通道33，光纤4穿设于第一光纤通道33内，且可通过调节凸部312和凹部311之间的距离改变施加于光纤4上的机械应力，从而对光纤4内的光束进行光斑均匀化。
    [n0034] 具体的，光斑均匀化模块3包括施压块31和固定块32，施压块31可活动设置于第二收容空间内，其中的可活动设置是指施压块31可相对接近或远离第二收容空间的内壁；施压块31上形成有凹部311，与施压块31的凹部311相对应的第二收容空间的内壁上形成有凸部312，通过调节施压块31与内壁之间的距离来改变第一光纤通道33的大小。
    [n0035] 固定块32被固定设置于第二收容空间内且位于施压块31远离凹部311一侧，固定块32上凹设有容纳施压块31的凹槽321，施压块31设于固定块32的凹槽321内，且与固定块32之间安装有推动施压块31移动的若干推动件34。固定块32与第二收容空间的内壁之间形成有第二光纤通道35，第二光纤通道35与第一光纤通道33连通设置。光纤4自第一光纤通道33进入后从第二光纤通道35延伸出或者光纤4自第二光纤通道35进入后从第一光纤通道33延伸出。为了保护光纤4，固定块32与第二收容空间的内壁之间形成的第二光纤通道35被构造成弧形结构。
    [n0036] 施压块31具有一与凹部311相对设置的外侧壁，外侧壁上开设有若干定位孔，本实施例中，定位孔设置有两个，推动件34设置有两个，固定块32上开设有若干螺纹孔，螺纹孔设置有两个，推动件34上设置有与螺纹孔相配合的外螺纹，推动件34穿过螺纹孔且端部可伸入定位孔内，通过拧动推动件34可使得推动件34的端部伸入定位孔内并推动施压块31朝向凸部312移动，从而通过凹部311和凸部312对光纤4进行折弯。
    [n0037] 凸部312包括依次连接设置的第一倾斜段3121、第一弯曲段3122、第一平直段3123、第二弯曲段3124和第二倾斜段3125，凹部311包括与凸部312对应设置的第三倾斜段3111、第三弯曲段3112、第二平直段3113、第四弯曲段3114和第四倾斜段3115，第一弯曲段3122和第三弯曲段3112、第一平直段3123与第二平直段3113、第二弯曲段3124与第四弯曲段3114之间的距离始终保持一致，均为0.8mm～3mm。第一倾斜段3121与第三倾斜段3111之间的距离，第二倾斜段3125与第四倾斜段3115之间的距离，沿第二平直段3113方向逐渐减小。
    [n0038] 本实施例中，光纤4与第一光纤通道33和/或第二光纤通道35之间填充有胶水。
    [n0039] 本装置的组装过程如下：
    [n0040] 使用固定座212将发光元件213安装在固定块32上，使用机械螺钉固定；使用柔性电路板26对模块进行电连接，连接至第一电极25上(也可是导线)；使用准直透镜214对发光元件213的光束进行整形；将上述制作出的已经进行光束整形的模块安装在底板11上并对该模块使用反射镜组22进行光路调节；使用机械螺钉将侧板12固定在底板11上；调节聚焦透镜23，将激光耦合入光纤4内，使用胶水将光纤接头41固定在侧板12上；安装热敏电阻27，将热敏电阻27通过两根导线分别电连接在第二电极28上；将光纤4放置在壳体1的光纤通孔处；放置施压块31，施压块31有两个圆形定位孔，与推动件34同轴，旋紧推动件34，施压块31两端与第二收容空间的内壁距离相同；使用胶水填充光纤4与壳体1、施压块31之间的缝隙，以及填充壳体1内剩余缝隙，放置盖板13，使其完全贴合，密封。
    [n0041] 参考图3和图4所示可知，本申请的半导体激光器相比传统的激光器，对光斑具有明显的均匀化效果。
    [n0042] 与现有技术相比，本实用新型将光耦合模块与光斑均匀化模块集成于一个壳体的两个单独空间内，由光耦合模块提供高耦合的光束至光纤，再经由光斑均匀化模块，通过凸部和凹部对光纤施加机械应力，改变光纤的光弹效应，使得光纤产生应力双折射，提高通过光纤输出的高耦合光束的光斑的均匀性；本实用新型提供了一种高集成度高功率光斑匀化半导体激光器，增加了激光器集成度，减小了激光器的体积，提高了输出光斑的均匀性。
    [n0043] 对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
    [n0044] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
    权利要求:
    Claims (10)
    [0001] 1.一种半导体激光器，其特征在于，包括壳体，光耦合模块以及光斑均匀化模块；
    所述壳体内设置有相互独立的两个收容空间；
    所述光耦合模块形成于所述壳体的第一收容空间内，用于发射、聚焦光束，并通过光纤将光束输出至所述光斑均匀化模块；
    所述光斑均匀化模块形成于所述壳体的第二收容空间内，具有配合设置的凹部和凸部，所述凹部和所述凸部之间形成有大小可调节的第一光纤通道，所述光纤穿设于所述第一光纤通道内，且可通过调节所述凸部和所述凹部之间的距离改变施加于所述光纤上的机械应力，从而对光纤内的光束进行光斑均匀化。
    [0002] 2.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述光斑均匀化模块包括一施压块，所述施压块可活动设置于所述第二收容空间内，且所述施压块上形成有所述凹部，与所述施压块的凹部相对应的所述第二收容空间的内壁上形成有所述凸部，通过调节所述施压块与所述凸部之间的距离以改变所述第一光纤通道的大小。
    [0003] 3.根据权利要求2所述的半导体激光器，其特征在于，所述光斑均匀化模块包括一固定块，所述固定块被固定设置于所述第二收容空间内且位于所述施压块远离所述凹部一侧，所述固定块与所述施压块之间安装有推动所述施压块移动的若干推动件。
    [0004] 4.根据权利要求3所述的半导体激光器，其特征在于，所述固定块与所述第二收容空间的内壁之间形成有第二光纤通道，所述第二光纤通道与所述第一光纤通道连通设置。
    [0005] 5.根据权利要求4所述的半导体激光器，其特征在于，所述壳体上开设有光纤通孔，所述光纤通孔连通所述第一收容空间，所述光纤一端通过光纤接头固定于所述光纤通孔内，另一端穿过所述第一光纤通道和所述第二光纤通道。
    [0006] 6.根据权利要求5所述的半导体激光器，其特征在于，所述光纤与所述第一光纤通道和/或所述第二光纤通道之间填充有胶水。
    [0007] 7.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述凸部包括依次连接设置的第一倾斜段、第一弯曲段、第一平直段、第二弯曲段和第二倾斜段，所述凹部包括与所述凸部对应设置的第三倾斜段、第三弯曲段、第二平直段、第四弯曲段和第四倾斜段，所述第一弯曲段和所述第三弯曲段、所述第一平直段与所述第二平直段、所述第二弯曲段与所述第四弯曲段之间的距离始终保持一致。
    [0008] 8.根据权利要求7所述的半导体激光器，其特征在于，所述第一倾斜段与所述第三倾斜段之间的距离，所述第二倾斜段与所述第四倾斜段之间的距离，沿所述第二平直段方向逐渐减小。
    [0009] 9.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述光耦合模块包括准直模块，反射镜组以及聚焦透镜，所述准直模块发射的光经所述反射镜组反射后穿过所述聚焦透镜，由所述聚焦透镜聚焦后经光纤输出。
    [0010] 10.根据权利要求9所述的半导体激光器，其特征在于，所述准直模块包括热沉以及与热沉配合安装的若干发光元件和若干准直透镜，所述发光元件发出的光线经对应的所述准直透镜准直后射出至所述反射镜组。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2021-10-01| GR01| Patent grant|
    2021-10-01| GR01| Patent grant|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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