一種用于激光加工的高功率半導體激光光源系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于激光加工的高功率半導體激光光源系統(tǒng)。該高功率半導體激光器光源系統(tǒng)的半導體激光器疊陣具有多個巴條，多個巴條整體劃分為A、B兩組，A、B兩組巴條的偏振態(tài)一致；所述的整形模塊包括二分之一波片、反射鏡及偏振合束片；偏振合束片設置于A組巴條出光光路上，反射鏡設置于B組巴條出光光路上，反射鏡鏡面與偏振合束片平行設置，所述二分之一波片設置于反射鏡的入射光路或反射光路上，使得B組巴條的激光與A組巴條的激光在偏振合束片處形成合束出射。本發(fā)明光學系統(tǒng)結構簡明，且反射鏡和偏振合束片放置位置可緊靠半導體激光器，使得系統(tǒng)體積較??；選用偏振態(tài)一致的半導體激光器疊陣，加工方便，實現(xiàn)成本較低。
【專利說明】一種用于激光加工的高功率半導體激光光源系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于激光加工【技術領域】，涉及一種高功率半導體激光光源系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]高功率半導體激光器具有體積小、重量輕、效率高、壽命長等優(yōu)點，已廣泛用于激光加工、激光醫(yī)療、激光顯示及科學研究領域，成為新世紀發(fā)展快、成果多、學科滲透廣、應用范圍大的核心器件。半導體激光器正朝著高功率的方向發(fā)展，尤其在激光加工等領域，半導體激光器的千瓦級連續(xù)輸出已成為必然需求。并且隨著對加工件的加工深度增大，更高輸出功率，更小光斑的半導體激光器急需研制。但是，與其他激光器相比，半導體激光器的光束質量比較差，快慢軸的光束質量不均勻，遠場光強呈橢圓高斯分布，聚焦難度較大，實現(xiàn)較小光斑的激光輸出不易。
[0003]半導體激光器慢軸方向BPP (光束質量參數(shù))很大，其慢軸方向光束質量很差，而快軸方向BPP(光束質量參數(shù))比較小，這樣同一巴條類半導體激光器快軸方向和慢軸方向BPP不匹配限制了其應用，需平衡快軸方向和慢軸方向的BPP，需要復雜的光學整形來實現(xiàn)。
[0004]一般用多個棱鏡進行切割重排的光學整形方式，此種方法是將BPP大的方向的壓力分擔到BPP小的方向，切割重排形式復雜，能量損失大。

【發(fā)明內容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術存在的上述缺陷，本發(fā)明提供一種用于激光加工的高功率半導體激光光源系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的技術方案如下:
[0007]一種用于激光加工的高功率半導體激光器光源系統(tǒng)，包括半導體激光疊陣和整形模塊；半導體激光器疊陣具有多個巴條，多個巴條整體劃分為A、B兩組，A、B兩組巴條的偏振態(tài)一致；所述的整形模塊包括二分之一波片、反射鏡及偏振合束片；所述偏振合束片設置于A組巴條出光光路上,所述反射鏡設置于B組巴條出光光路上,反射鏡鏡面與偏振合束片平行設置，所述二分之一波片設置于反射鏡的入射光路或反射光路上，使得B組巴條的激光經反射至偏振合束片與A組巴條的激光合束出射。
[0008]上述反射鏡和偏振合束片均在所處光路中成45度角設置。
[0009]上述A組巴條與B組巴條數(shù)量相等。
[0010]根據(jù)半導體激光器疊陣中相鄰巴條的間距，也可以調整反射鏡、偏振合束片的位置，使得B組巴條的激光在偏振合束片處與A組巴條的激光插空合束出射。即，反射鏡與偏振合束器錯開排列,偏振合束器反射的光與透射的光錯位進行合束，偏振合束器的功率壓力較小，若合束在一起偏振合束器所承載的功率密度閾值要求較高；而且合束后的光斑均勻性好。
[0011]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0012]本發(fā)明光學系統(tǒng)結構簡明，僅利用二分之一波片、反射鏡及偏振合束片這三種常見的光學器件，即實現(xiàn)了高功率激光輸出。反射鏡和偏振合束片放置位置可緊靠半導體激光器，使得系統(tǒng)體積較小。
[0013]本發(fā)明選用偏振態(tài)一致的半導體激光器疊陣，加工方便，實現(xiàn)成本較低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的一個實施例的示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明的另一個實施例的示意圖。
[0016]圖3為圖1等同的一個實施例的示意圖。
[0017]附圖標號說明:
[0018]1-半導體激光器疊陣A組巴條；2_半導體激光器疊陣B組巴條；3_二分之一波片；4-反射鏡；5_偏振合束片；6_整形模塊；7-A組巴條所發(fā)射激光；8-B組巴條經過二分之一波片后所發(fā)射的激光；9_合束后的激光；10_半導體激光器疊陣；11_直接出射的激光。
【具體實施方式】
[0019]如圖1所示，該高功率半導體激光器光源系統(tǒng)包括半導體激光疊陣、整形模塊；半導體激光器疊陣10具有多個巴條，將所有巴條分成A、B兩組。A組巴條I和B組巴條2的偏振態(tài)一致。整形模塊5包括二分之一波片3、反射鏡4及偏振合束片5 ;其中偏振合束片對TE (或TM)進行透射，對TM (或TE)進行反射。在A組巴條I激光出射方向設置偏振合束片5，在B組巴條2激光出射方向依次設置二分之一波片3、反射鏡4，或者也可以將二分之一波片3設置于反射鏡4與偏振合束片5之間的反射光路上(如圖2所示)。
[0020]半導體激光器疊陣10偏振態(tài)為TE (或TM)，A組巴條的激光透射偏振合束片5，B組巴條的激光出射方向設置二分之一波片3將B組巴條的激光由偏振態(tài)TE (或TM)旋轉為TM(或TE)，然后經過反射鏡4反射至偏振合束片5，由于此時B組巴條的激光的偏振態(tài)與A組偏振態(tài)不同，因此，反射至偏振合束片5的B組巴條的激光經偏振合束片5反射，與透射偏振合束片5的A組巴條的激光形成合束。
[0021]如圖3所示，半導體激光疊陣的所有巴條也可以整體劃分為三個部分，即在前述A組巴條與B組巴條之間還間隔有少量巴條，相應的，偏振合束片與反射鏡在出光光路徑向上保持一定間隔，使得所述少量巴條的激光從偏振合束片與反射鏡之間直接穿過出射。由于這部分少量的激光實際上未經過整形，不涉及整形模塊，因此，該種實施方案可視作前述方案的等同方案，亦應在本發(fā)明的保護范圍內。
[0022]本發(fā)明可以實現(xiàn)千瓦級以上的高功率輸出。
【權利要求】
1.一種用于激光加工的高功率半導體激光器光源系統(tǒng)，包括半導體激光疊陣和整形模塊；其特征在于:半導體激光器疊陣具有多個巴條，多個巴條整體劃分為A、B兩組，A、B兩組巴條的偏振態(tài)一致；所述的整形模塊包括二分之一波片、反射鏡及偏振合束片；所述偏振合束片設置于A組巴條出光光路上,所述反射鏡設置于B組巴條出光光路上,反射鏡鏡面與偏振合束片平行設置，所述二分之一波片設置于反射鏡的入射光路或反射光路上，使得B組巴條的激光與A組巴條的激光在偏振合束片處形成合束出射。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于激光加工的高功率半導體激光器光源系統(tǒng)，其特征在于:反射鏡和偏振合束片均在所處光路中成45度角設置。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于激光加工的高功率半導體激光器光源系統(tǒng)，其特征在于:A組巴條與B組巴條數(shù)量相等。
4.根據(jù)權利要求1所述的用于激光加工的高功率半導體激光器光源系統(tǒng)，其特征在于:根據(jù)半導體激光器疊陣中相鄰巴條的間距，調整反射鏡、偏振合束片的位置，使得B組巴條的激光在偏振合束片處與A組巴條的激光插空合束出射。
【文檔編號】H01S5/06GK103532015SQ201310524879
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權日:2013年10月29日
【發(fā)明者】王敏, 蔡萬紹, 王警衛(wèi), 劉興勝 申請人:西安炬光科技有限公司