本實用新型涉及激光傳光結構領域，更具體地，涉及一種基于光纖耦合單管半導體激光器的傳光束結構。

背景技術：

目前，單管半導體激光器一般采用空間合束或偏振合束技術進行合束，然后聚焦耦合進光纖。這種耦合方式有兩個缺陷：一是光纖耦合端面處光功率密度較大，容易造成損傷；二是光纖位置的偏移甚至是極其微小的偏移就會導致耦合效率下降，從而導致光功率下降。

與其它形式的激光器相比，半導體激光器具有高效率、壽命長、體積小、成本低等優(yōu)點。目前，大功率半導體激光器一般由巴條或者垂直陣列的堆棧制成陣列半導體激光器，但是由于陣列器件封裝中熱管理的困難使得大功率激光器的壽命大幅降低。而單管的散熱性較好，一般單管激光器的壽命大于100000小時，而陣列激光器的壽命小于10000小時；但是單個單管的功率較低，往往達不到使用要求。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的基于光纖耦合單管半導體激光器的傳光束結構。

根據(jù)本實用新型的一個方面，提供基于光纖耦合單管半導體激光器的傳光束結構，所述傳光束結構由至少一個光纖合束器、用于將光纖合束器進行封裝和固定的封裝結構和輸出結構依次連接而成。

進一步，所述光纖合束器由n根光纖熔融拉錐后形成一根光纖，包括光纖合束器主體、熔融拉錐區(qū)和合束光纖。

進一步，所述輸出結構包括套管和封裝在套管中的多根光纖，所述光纖的數(shù)目與光纖合束器數(shù)目相等，每個光纖合束器對應一根光纖作為輸出端。

進一步，所述光纖合束器的數(shù)目小于100。

優(yōu)選的，所述光纖合束器的數(shù)目為4。

進一步，所述光纖合束器包括3根、7根、19根或61根具有相同特性參數(shù)的光纖。

進一步，所述光纖合束器的n根光纖為六邊形排列。

進一步，所述輸出結構中的多根光纖的排列方式為方形、圓形、半圓形、環(huán)形、同心圓型、弧形、多邊形或隨機分布型。

本申請?zhí)岢鲆环N基于光纖耦合單管半導體激光器的傳光束結構，利用一種光纖合束器將多個單管激光器發(fā)射的光進行合束，從而增大了單管半導體激光器的輸出功率；傳光束結構制作簡單，使用方便，解決了單管半導體激光器輸出功率小的問題。

附圖說明

圖1為本實用新型基于光纖耦合單管半導體激光器的傳光束結構示意圖。

附圖標記說明

1、光纖合束器，2、封裝結構，3、輸出結構，11、熔融拉錐區(qū)，12、合束光纖，31、光纖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。

如圖1所示，一種基于光纖耦合單管半導體激光器的傳光束結構，包括所述傳光束結構由至少一個光纖合束器1、用于將光纖合束器1進行封裝和固定的封裝結構2和輸出結構3依次連接而成。

所述封裝結構2為特制的夾具，作用是封裝、固定和散熱。

所述光纖合束器1由n根光纖熔融拉錐后形成一根光纖，包括光纖合束器1主體、熔融拉錐區(qū)11和合束光纖12。其中n為自然數(shù)。

所述光纖合束器1的遠離合束光纖12的一端為光信號輸入端，可以連接光源；所述輸出結構3為光信號輸出端，用于輸出光信號。

具體的，所述光纖合束器1的每一根光纖都可以耦合一個單管半導體激光器，則具有n根光纖的光纖合束器1可以耦合n個單管半導體激光器。

每個單管半導體激光器發(fā)射光信號，通過各自相連接的光纖進行傳輸；經(jīng)過熔融拉錐區(qū)11后，n個單管半導體激光器所發(fā)射的光信號合束到一根合束光纖12，合束后的光信號的功率大于單管半導體激光器發(fā)射光功率，從而解決了單管半導體激光器輸出功率小的問題。

所述輸出結構3包括套管和封裝在套管中的多根光纖31，所述光纖31的數(shù)目與光纖合束器1數(shù)目相等，每個光纖合束器1對應一根光纖31作為輸出端。

具體的，所述套管可以是石英套管。所述輸出結構3中的每一根光纖31即是一個光纖合束器1的合束光纖12，因此光纖31與光纖合束器1具有一一對應的關系。

所述光纖合束器1的數(shù)目小于100。優(yōu)選的，所述光纖合束器1的數(shù)目為4。

所述光纖合束器1包括1根、7根、19根或61根具有相同特性參數(shù)的光纖。所述光纖合束器1的n根光纖為六邊形排列。

光纖合束器1中的具體的光纖數(shù)目根據(jù)實際應用的需要而定。

所述輸出結構3中的多根光纖31的排列方式為方形、圓形、半圓形、環(huán)形、同心圓型、弧形、多邊形或隨機分布型。

輸出結構3中的光纖呈不同排列，以適應具體的應用需求。在不同的應用系統(tǒng)中可以選擇其中一種排列形狀。

在本實用新型一個實施例中，所述基于光纖耦合單管半導體激光器的傳光束結構由4個光纖合束器1組成，每個光纖合束器1包括7根特征參數(shù)相同的光纖。對每個光纖合束器1的7根光纖進行熔融拉錐，拉錐完成后將光纖從束腰處切斷并打磨；在切斷處熔接一根數(shù)值孔徑相匹配的光纖即為合束光纖；采用涂膠的方式將光纖合束器封裝在特制的夾具即封裝結構中，起到固定與散熱的作用，這樣可以得到4根合束光纖。所述合束光纖的纖芯直徑大于光纖合束器1中的單根光纖的直徑。

所述光纖合束器1的遠離合束光纖的一端為激光輸入端，通過光纖耦合的方式與單管半導體激光器相熔接，也可以是LED，或者電荷耦合器件，或者是光電晶體管；其合束光纖為輸出端，因此也是輸出光纖。

在本實施例中，將4個光纖合束器1的合束光纖即4根輸出光纖按方形、圓形、半圓形、環(huán)形、同心圓型、弧形、多邊形和隨機分布型中的任一種方式排列在一起，用環(huán)氧膠均勻涂膠固定在石英套管中；然后用研磨拋光機將光纖束的輸出端面研磨、拋光，這樣就得到了輸出結構3。經(jīng)過研磨和拋光的輸出結構3可以降低傳送過程中光的反射、散射而造成的能量損耗。

在本實用新型的另一個實施例中，所述光纖合束器1采用的光纖為105/125um(芯徑/包層)，NA0.15的石英光纖，對半導體激光來說傳輸損耗極小，可以忽略不計。首先將四組19根上述光纖分別采用錐形光纖束石英套管法進行熔融拉錐，并經(jīng)過切割、研磨后熔接一根400/440um(芯徑/包層)，NA0.22的石英光纖，這樣就制作了四個光纖合束器1，每個光纖合束器1包括光纖合束器1主體、熔融拉錐區(qū)11和合束光纖12。

采用高折膠將四根合束光纖12固定在封裝結構中，進行固定與散熱；將四根合束光纖12按方形排列并用環(huán)氧膠粘接固定在方形石英套管中，膠合過程中對膠中的氣泡和光纖位置的變化做相應的調(diào)整，最后用研磨拋光機對輸出端面進行研磨拋光處理，最終這種基于光纖耦合單管半導體激光器的傳光束結構制作完成。

本實用新型所述基于光纖耦合單管半導體激光器的傳光束結構，通過熔融拉錐的方法將多個單根光纖融為一根光纖，可以實現(xiàn)對單根光纖接入的光信號進行合束放大；同時又將多個合束后的光纖再次組合到一個輸出結構中，使得光信號可以進一步加大，可以很好的解決單管半導體激光器輸出功率小的問題

本實用新型所述基于光纖耦合單管半導體激光器的傳光束結構，其每個光纖合束器1的數(shù)目可配置，每個光纖合束器1包含的光纖數(shù)目也可配置。根據(jù)具體應用的需要配置為每個光纖合束器1不同數(shù)目的光纖，以達到光信號合束放大的目的；然后配置不同數(shù)目的光纖合束器1，使光信號進一步得到加強。

本實用新型所述傳光束結構制作簡單，配置靈活，且結構小巧，適合于實用，具有良好的應用前景。

最后，本申請的方法僅為較佳的實施方案，并非用于限定本實用新型的保護范圍。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。