專利名稱：高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種激光器防護(hù)裝置，特別涉及一種高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置，屬于激光技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體激光材料加工中，當(dāng)高能激光束照射到那些對激光吸收率較低的材料或是表面光潔度較高的材料時(shí)，工件會反射大量激光能量，部分反射光會沿原光路回射到半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片。由于激光束的功率密度很高，回射到半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片的反射光短時(shí)間內(nèi)就會產(chǎn)生大量的熱能，導(dǎo)致半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片的燒損，使得激光器功率下降，嚴(yán)重時(shí)會徹底損壞半導(dǎo)體激光器。為了保證半導(dǎo)體激光器正常工作，延長半導(dǎo)體激光器的壽命，就需要對高功率半導(dǎo)體激光器進(jìn)行防反射光損傷的保護(hù)。目前的半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷的裝置，主要是光隔離器，其只對低小功率的半導(dǎo)體激光器有效，還沒有針對高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷的相關(guān)裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置，該裝置可以對半導(dǎo)體激光材料加工過程中由于工件反射而按照原出射光路回到半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片表面的光束進(jìn)行分離，防止其損傷半導(dǎo)體激光器。本實(shí)用新型的基本思路為半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片發(fā)出的激光束是線偏振光，線偏振光分為P線偏振光和S線偏振光，P線偏振光的偏振方向與激光器慢軸方向平行，S線偏振光的偏振方向與激光器慢軸方向垂直。偏振方向不同的線偏振光經(jīng)同一方向入射到偏振分光鏡上后，其傳輸方向會發(fā)生不同的變化，一種線偏振光會透射通過偏振分光鏡，另一種線偏振光會在偏振分光鏡面發(fā)生反射。線偏振光經(jīng)過λ/4波片后會變?yōu)閳A偏振光，該圓偏振光再次經(jīng)過λ /4波片后會變?yōu)槠穹较蚺c原線偏振光偏振方向垂直的線偏振光。利用半導(dǎo)體激光束是線偏振光的特性，在其出射光路中依次放置一片偏振分光鏡和一片λ/4波片，半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片出射的線偏振光先經(jīng)過偏振分光鏡，然后經(jīng)過λ/4 波片，變?yōu)閳A偏振光，照射到工件上，工件反射的部分光束沿原出射光路返回，再次經(jīng)過 λ/4波片后變?yōu)榕c原出射線偏振光偏振方向垂直的線偏振光，再次經(jīng)過偏振分光鏡時(shí)，其傳輸方向會發(fā)生與原線偏振光不同的變化，即從原出射光路中分離出來，無法照射到半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片的表面，防止了工件反射光對半導(dǎo)體激光器的損傷。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置，其特征在于所述裝置包括在半導(dǎo)體激光器的出射光路中依次放置的偏振分光鏡和λ/4波片；半導(dǎo)體激光器發(fā)光芯片出射的線偏振光束依次經(jīng)過偏振分光鏡和λ/4波片后照射到工件上，工件反射的部分光束沿原出射光路返回偏振分光鏡，偏振分光鏡偏離出射的線偏振光束的方向上設(shè)置有吸收體。所述的半導(dǎo)體激光器為單波長或多波長半導(dǎo)體激光器。[0009]所述的半導(dǎo)體激光器是半導(dǎo)體激光一維或二維陣列。所述的半導(dǎo)體激光器是單管半導(dǎo)體激光器。所述的偏振分光鏡是鍍膜鏡片或棱鏡。所述的偏振分光鏡是P線偏振光透射S線偏振光反射式分光鏡或S線偏振光透射 P線偏振光反射式分光鏡。所述的λ /4波片是透射式波片或反射式波片。所述的偏振分光鏡與半導(dǎo)體激光器輸出光路光軸的夾角取決于偏振分光鏡的特性，所述的λ/4波片與半導(dǎo)體激光器輸出光路光軸的夾角取決于λ/4波片的特性。所述的吸收體是反射光完全吸收體，其與反射光的光軸成任意角度放置，或者所述的吸收體是反射光部分吸收體，其與反射光的光軸成非垂直角度放置，防止未吸收的反射光再次反射到激光器的光路中。所述的線偏振光束包括P線偏振光和S線偏振光。
圖1單波長半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置結(jié)構(gòu)示意圖1 ；圖2單波長半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置結(jié)構(gòu)示意圖2 ；圖3單波長半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置結(jié)構(gòu)示意圖3 ；圖4單波長半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置結(jié)構(gòu)示意圖4 ；圖5多波長半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，1、4、5、7、9是偏振分光鏡，2、3、6、8、10是λ/4波片，A是反射鏡，B是波長合
束鏡，C是波長合束鏡，Μ、Μ1、Μ2、Μη是吸收體，11是工件，T、1T、2T........ηΤ是線偏振光
束，T1、1T1、2T1........nTl是圓偏振光束，Τ2、1Τ2、2Τ2，.......ηΤ2是工件反射的部分光
束，T3、1T3、2T3、......、ηΤ3是線偏振光束，LD、LD1、LD2、.......LDn是半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1-5對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明實(shí)施例1 如圖1所示，半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片的出射光為P線偏振光主要包括與光軸成45度角放置的偏振分光鏡1，偏振分光鏡1為P線偏振光透射S線偏振光反射式分光鏡，與光軸垂直放置的λ/4透射式波片2和與光軸成45度角放置的吸收體M。從λ波長的半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片出射的P線偏振光束T經(jīng)過偏振分光鏡1后，依然是P線偏振光束，然后經(jīng)過 λ /4波片2后變?yōu)閳A偏振光束Tl，圓偏振光束Tl照射到工件11上后，工件11反射的部分光束Τ2沿原出射光路返回，再次經(jīng)過λ/4波片2后變?yōu)镾線偏振光束Τ3，S線偏振光束 Τ3經(jīng)過偏振分光鏡1后發(fā)生90度反射，偏離了出射線偏振光束光束T的方向，照射到吸收體M上，致使S線偏振光束Τ3無法照射到半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片的表面，防止了工件反射光對半導(dǎo)體激光器的損傷。實(shí)施例2 如圖2所示，其中，λ /4波片2為反射式波片，其與光軸成45度角放置，其余設(shè)置同實(shí)施例1。實(shí)施例3 如圖3所示，其中，偏振分光鏡4為S線偏振光透射P線偏振光反射式分光鏡，其余設(shè)置同實(shí)施例1。實(shí)施例4 如圖4所示，其中，偏振分光鏡4為S線偏振光透射P線偏振光反射式分光鏡，λ /4 波片2為反射式波片，其余設(shè)置同實(shí)施例1。實(shí)施例5 多波長半導(dǎo)體激光器系統(tǒng)中，在每個(gè)波長的半導(dǎo)體激光器的P線出射光路中依次放置一片偏振分光鏡，一片λ /4波片和一個(gè)吸收體，如圖5所示。從波長λ 1的半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片LDl出射的線偏振光束IT先經(jīng)過偏振分光鏡5，然后經(jīng)過λ/4波片6后變?yōu)閳A偏振光束1Τ1，圓偏振光束ITl依次經(jīng)過反射鏡Α、波長合束鏡B、波長合束鏡C后照射到工件 11上，工件11反射的部分光束1Τ2沿原出射光路返回，經(jīng)過波長合束鏡C、波長合束鏡B、反射鏡A后，再次經(jīng)過λ /4波片6后變?yōu)榕c出射光束IT偏振方向垂直的S線偏振光束1Τ3， S線偏振光束1Τ3經(jīng)過偏振分光鏡5后，會偏離原出射線偏振光束IT的傳輸方向，而照射到吸收體Ml上。從波長λ 2的半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片LD2出射的線偏振光束2Τ先經(jīng)過偏振分光鏡7，然后經(jīng)過λ /4波片8后變?yōu)閳A偏振光束2Τ1，圓偏振光束2Τ1依次經(jīng)過波長合束鏡B、波長合束鏡C后照射到工件11上，工件反射的部分光束2Τ2沿原出射光路返回，經(jīng)過波長合束鏡C、波長合束鏡B后，再次經(jīng)過λ /4波片8后變?yōu)榕c出射線偏振光束光束2Τ偏振方向垂直的S線偏振光束2Τ3，S線偏振光束2Τ3經(jīng)過偏振分光鏡7后，會偏離原出射線偏振光束2Τ的傳輸方向，而照射到吸收體Μ2上。從波長λιΓ的半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片LDn 出射的線偏振光束ηΤ先經(jīng)過偏振分光鏡9，然后經(jīng)過λ/4波片10后變?yōu)閳A偏振光束nTl， 圓偏振光束nTl經(jīng)過波長合束鏡C后照射到工件11上，工件反射的部分光束ηΤ2沿原出射光路返回，經(jīng)過波長合束鏡C后，再次經(jīng)過λ/4波片10后變?yōu)榕c出射線偏振光束ηΤ偏振方向垂直的S線偏振光束nT3，S線偏振光束ηΤ3經(jīng)過偏振分光鏡9后，會偏離原出射線偏振光束ηΤ的傳輸方向，而照射到吸收體Mn上。由此使得工件反射的部分光束無法照射到半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片的表面，實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體激光器在激光材料加工過程中防止反射光損傷的目的。以上所述為本實(shí)用新型的幾個(gè)實(shí)施例，當(dāng)然本實(shí)用新型的內(nèi)容并不局限于所述實(shí)施例的內(nèi)容，本專業(yè)的普通技術(shù)人員可對其進(jìn)行一些變換，只要其方法與本實(shí)用新型所敘述的一致，均應(yīng)視為本實(shí)用新型所包括的范圍。
權(quán)利要求1.高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置，其特征在于所述裝置包括在半導(dǎo)體激光器的出射光路中依次放置的偏振分光鏡和λ/4波片；半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片出射的線偏振光束依次經(jīng)過偏振分光鏡和λ/4波片后照射到工件上，工件反射的部分光束沿原出射光路返回偏振分光鏡，偏振分光鏡偏離出射的線偏振光束的方向上設(shè)置有吸收體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置，其特征在于所述的半導(dǎo)體激光器為單波長或多波長半導(dǎo)體激光器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置，其特征在于所述的半導(dǎo)體激光器是半導(dǎo)體激光一維或二維陣列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置，其特征在于所述的半導(dǎo)體激光器是單管半導(dǎo)體激光器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置，其特征在于所述的偏振分光鏡是鍍膜鏡片或棱鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置，其特征在于所述的偏振分光鏡是P線偏振光透射S線偏振光反射式分光鏡或S線偏振光透射P線偏振光反射式分光鏡。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置，其特征在于所述的λ/4波片是透射式波片或反射式波片。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置，其特征在于所述的偏振分光鏡與半導(dǎo)體激光器輸出光路光軸的夾角取決于偏振分光鏡的特性，所述的 λ /4波片與半導(dǎo)體激光器輸出光路光軸的夾角取決于λ /4波片的特性。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置，其特征在于所述的吸收體是反射光完全吸收體，其與反射光的光軸成任意角度放置，或者所述的吸收體是反射光部分吸收體，其與反射光的光軸成非垂直角度放置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置，其特征在于所述的線偏振光束包括P線偏振光和S線偏振光。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種高功率半導(dǎo)體激光器防止反射光損傷裝置，屬于激光技術(shù)領(lǐng)域。本裝置包括偏振分光鏡、λ/4波片和吸收體。本實(shí)用新型在半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片的出射光路中依次放置偏振分光鏡和λ/4波片，利用半導(dǎo)體激光束是線偏振光的特性，通過λ/4波片改變工件反射光束的偏振特性，再采用偏振分光鏡將反射光從半導(dǎo)體激光陣列的出射光束中分離出去，使得反射光無法沿照射到半導(dǎo)體激光發(fā)光芯片的表面，防止了半導(dǎo)體激光器在激光材料加工過程中反射光的損傷。
文檔編號H01S5/00GK201946875SQ20102064108
公開日2011年8月24日 申請日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者劉友強(qiáng), 曹銀花, 王智勇, 秦文斌 申請人:山西飛虹激光科技有限公司