本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體激光技術(shù)領(lǐng)域的一種光譜合束的裝置，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)多個(gè)半導(dǎo)體激光陣列外腔反饋光譜合束的裝置。

背景技術(shù)：

由于半導(dǎo)體激光器具有高光束質(zhì)量，散熱特性好，壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因此在激光醫(yī)療、光纖激光器泵浦、激光監(jiān)控、激光加工等方面都有著廣泛的應(yīng)用。但是近年來隨著半導(dǎo)體激光器技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展，對(duì)于如金屬焊接、激光切割等要求較高的領(lǐng)域，半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用尚有一定難度，改善半導(dǎo)體激光器的光束質(zhì)量，提高輸出激光束的亮度，對(duì)于大功率半導(dǎo)體激光器的發(fā)展和應(yīng)用具有重要意義。

通過外腔反饋實(shí)現(xiàn)光譜合束，可以有效提高半導(dǎo)體激光器的亮度，它在不增加半導(dǎo)體激光器非合束方向上光束的光束質(zhì)量的同時(shí)將合束方向的光束質(zhì)量減少至單個(gè)發(fā)光單元的光束質(zhì)量。該方法在美國(guó)專利US7065107B2，US6192062B1，US6208679，US874222B2和公告號(hào)為CN102986097A、名稱為“選擇性重新定位與旋轉(zhuǎn)波長(zhǎng)光束組合系統(tǒng)與方法”的國(guó)內(nèi)專利均有記載，但這些光譜合束方法對(duì)于多個(gè)激光陣列同時(shí)合束時(shí)對(duì)激光陣列需要進(jìn)行等光程處理，即每個(gè)激光陣列到轉(zhuǎn)換透鏡的距離要相等。這對(duì)于垂直疊加的微通道水冷垂直激光陣列疊陣較容易處理，對(duì)于應(yīng)用更為廣泛，可靠性更高的傳導(dǎo)冷卻激光陣列由于其封裝的差異，使得等光程結(jié)構(gòu)過于龐大，不利于進(jìn)行有效的熱管理和系統(tǒng)集成。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決多個(gè)傳導(dǎo)冷卻激光陣列同時(shí)進(jìn)行外腔反饋光譜合束時(shí)，空間體積過于龐大，不利于對(duì)激光陣列進(jìn)行有效的熱管理和系統(tǒng)集成等問題，本實(shí)用新型提供了可以有效解決上述問題的一種實(shí)現(xiàn)多個(gè)半導(dǎo)體激光陣列外腔反饋光譜合束的裝置，多個(gè)半導(dǎo)體激光陣列等光程空間合束結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體，實(shí)現(xiàn)多個(gè)半導(dǎo)體激光陣列同時(shí)外腔反饋光譜合束的功能，尤其是傳導(dǎo)冷卻激光陣列。

本實(shí)用新型的解決方案是：一種實(shí)現(xiàn)多個(gè)半導(dǎo)體激光陣列外腔反饋光譜合束的裝置，其包括至少兩個(gè)激光陣列、至少兩個(gè)快軸透鏡、至少兩對(duì)反射鏡組、一個(gè)轉(zhuǎn)換透鏡、一個(gè)光柵、一個(gè)外腔鏡；一個(gè)激光陣列對(duì)應(yīng)一個(gè)快軸透鏡、一對(duì)反射鏡組；相鄰兩個(gè)激光陣列按距離周期L進(jìn)行排列，每個(gè)激光陣列的光束通過相應(yīng)的快軸透鏡后采用一對(duì)反射鏡組鏡將光束進(jìn)行180度轉(zhuǎn)向，且相鄰兩對(duì)反射鏡組之間的距離為L(zhǎng)/2，并使每個(gè)激光陣列到轉(zhuǎn)換透鏡的光程距離相等；經(jīng)過轉(zhuǎn)換透鏡的光束聚焦到光柵上，采用外腔鏡反饋將光束進(jìn)行光譜合束。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，每個(gè)激光陣列以階梯形式排列封裝在階梯熱沉上，且階梯高度a取決于快軸透鏡的焦距。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，每個(gè)激光陣列包括波長(zhǎng)分別為λ1、λ2、λ3且等間距并排的三個(gè)激光。

作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述激光陣列為傳導(dǎo)冷卻激光陣列。

本實(shí)用新型通過將相鄰兩個(gè)激光陣列按距離周期L進(jìn)行排列，每個(gè)激光陣列的光束通過相應(yīng)的快軸透鏡后采用一對(duì)反射鏡組鏡將光束進(jìn)行180度轉(zhuǎn)向，且相鄰兩對(duì)反射鏡組之間的距離為L(zhǎng)/2，并使每個(gè)激光陣列到轉(zhuǎn)換透鏡的光程距離相等，從而能夠僅用一個(gè)轉(zhuǎn)換透鏡和光柵就實(shí)現(xiàn)了多個(gè)傳導(dǎo)冷卻封裝激光陣列光譜合束，經(jīng)過轉(zhuǎn)換透鏡的光束聚焦到光柵上，采用外腔鏡反饋將光束進(jìn)行光譜合束。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型提供的實(shí)現(xiàn)多個(gè)半導(dǎo)體激光陣列外腔反饋光譜合束的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)施方式的實(shí)現(xiàn)多個(gè)半導(dǎo)體激光陣列外腔反饋光譜合束的裝置包括：至少兩個(gè)激光陣列1、2；至少兩個(gè)快軸透鏡3；至少兩對(duì)反射鏡組；一個(gè)轉(zhuǎn)換透鏡4；一個(gè)光柵；一個(gè)外腔鏡6。一個(gè)激光陣列對(duì)應(yīng)一個(gè)快軸透鏡3、一對(duì)反射鏡組。

在本實(shí)施例中，以兩個(gè)激光陣列1、2為例，對(duì)應(yīng)的，快軸透鏡3為兩個(gè)，反射鏡組也為兩組，每組反射鏡組包括兩個(gè)反射鏡，如圖1中的兩個(gè)反射鏡1-1、1-2是一組，另兩個(gè)反射鏡2-1、2-2是另外一組。每個(gè)激光陣列可包括波長(zhǎng)分別為λ1、λ2、λ3且等間距并排的三個(gè)激光。所述激光陣列可為傳導(dǎo)冷卻激光陣列。

相鄰兩個(gè)激光陣列按距離周期L進(jìn)行排列，每個(gè)激光陣列的光束通過相應(yīng)的快軸透鏡3后采用一對(duì)反射鏡組鏡將光束進(jìn)行180度轉(zhuǎn)向。每個(gè)激光陣列最好以階梯形式排列封裝在階梯熱沉上，且階梯高度a取決于快軸透鏡3的焦距。相鄰兩對(duì)反射鏡組之間的距離為L(zhǎng)/2，并使每個(gè)激光陣列到轉(zhuǎn)換透鏡4的光程距離相等。經(jīng)過轉(zhuǎn)換透鏡4的光束聚焦到光柵5上，采用外腔鏡6反饋將光束進(jìn)行光譜合束。

本實(shí)施例的外腔反饋光譜合束裝置其在具體應(yīng)用時(shí)，相應(yīng)的外腔反饋光譜合束方法可包括以下步驟：

將兩個(gè)激光陣列1、2按相鄰兩個(gè)激光陣列以距離周期L的規(guī)律進(jìn)行排列；

將每個(gè)激光陣列的光束通過相應(yīng)的快軸透鏡3后采用一對(duì)反射鏡組鏡將光束進(jìn)行180度轉(zhuǎn)向，且相鄰兩對(duì)反射鏡組之間的距離為L(zhǎng)/2；

使每個(gè)激光陣列到轉(zhuǎn)換透鏡4的光程距離相等；

通過轉(zhuǎn)換透鏡4將經(jīng)過的光束聚焦到光柵5上；

采用外腔鏡6反饋將光束進(jìn)行光譜合束。

本實(shí)用新型通過將相鄰兩個(gè)激光陣列按距離周期L進(jìn)行排列，每個(gè)激光陣列的光束通過相應(yīng)的快軸透鏡3后采用一對(duì)反射鏡組鏡將光束進(jìn)行180度轉(zhuǎn)向，且相鄰兩對(duì)反射鏡組之間的距離為L(zhǎng)/2，并使每個(gè)激光陣列到轉(zhuǎn)換透鏡4的光程距離相等，從而能夠僅用一個(gè)轉(zhuǎn)換透鏡和光柵就實(shí)現(xiàn)了多個(gè)傳導(dǎo)冷卻封裝激光陣列光譜合束，經(jīng)過轉(zhuǎn)換透鏡4的光束聚焦到光柵5上，采用外腔鏡6反饋將光束進(jìn)行光譜合束。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。