柱面鏡高功率微型自倍頻激光器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種激光器，具體地說，涉及一種微型封裝自倍頻激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]高功率全固態(tài)激光器在可調(diào)諧泵浦源、激光醫(yī)療、微細(xì)加工、光電對(duì)抗等國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中發(fā)揮越來越重要的作用。這些方面的應(yīng)用既要求激光器在尺寸和重量方面盡可能的小，又要求激光的輸出功率盡可能高。最佳實(shí)用的方式是制作出價(jià)格低廉的高功率半導(dǎo)體激光，遺憾是對(duì)于某些波長(zhǎng)半導(dǎo)體，比如綠藍(lán)半導(dǎo)體激光，由于半導(dǎo)體自身材料的缺陷，使制作激光器的成本很高，并且在高功率方面，由于這些半導(dǎo)體轉(zhuǎn)換效率低，激光器散熱處理能力有限，很難做到巴條和疊陣封裝形式。對(duì)于激光自倍頻晶體來說，晶體自身的泵浦吸收系數(shù)低，吸收效率差，晶體輸出激光功率低，柱面鏡壓窄半導(dǎo)體光束發(fā)散角技術(shù)的應(yīng)用，使入射到晶體上的泵浦功率密度大幅增加，提高晶體的輸出效率。近紅外半導(dǎo)體激光技術(shù)的快速發(fā)展，大功率、低成本半導(dǎo)體已經(jīng)成為主流，比如808nm巴條。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型克服上述缺陷，提供了一種將激光自倍頻晶體與激光二極管管芯有效的封裝在同一熱沉上，生產(chǎn)出小尺寸、高光束質(zhì)量的全新概念微型封裝自倍頻激光器。
[0004]本實(shí)用新型的柱面鏡高功率微型自倍頻激光器的技術(shù)方案是這樣的:其包括半導(dǎo)體巴條、熱沉、自倍頻晶體，半導(dǎo)體巴條和自倍頻晶體固定在熱沉上，自倍頻晶體的尺寸大于半導(dǎo)體巴條出光面的尺寸，半導(dǎo)體巴條和自倍頻晶體之間設(shè)置柱面鏡，半導(dǎo)體巴條發(fā)出的光束通過柱面鏡耦合進(jìn)自倍頻晶體中經(jīng)自倍頻晶體輸出。
[0005]優(yōu)化地，半導(dǎo)體巴條設(shè)置為巴條封裝形式，或者設(shè)置為多個(gè)巴條并排組成的疊陣封裝形式。
[0006]優(yōu)化地，巴條發(fā)光面與自倍頻晶體入射面的距離小于I毫米。
[0007]優(yōu)化地，自倍頻晶體橫截面切割成與巴條發(fā)光面相匹配。
[0008]優(yōu)化地，自倍頻晶體的長(zhǎng)度設(shè)置為毫米或者亞毫米級(jí)。
[0009]優(yōu)化地，自倍頻晶體輸入端鍍有基頻光和倍頻光高反膜，輸出端鍍有基頻光高反膜和倍頻光增透膜。
[0010]優(yōu)化地，自倍頻晶體較寬的一側(cè)鍍金屬膜，鍍金屬膜的一面固定在熱沉上。
[0011]優(yōu)化地，自倍頻晶體的輸入端和激光二極管管芯的距離設(shè)置為小于等于I毫米，且使激光二極管管芯發(fā)光光束方向垂直于晶體輸入端。
[0012]優(yōu)化地，自倍頻晶體設(shè)置為微米級(jí)別。
[0013]本技術(shù)方案的柱面鏡高功率微型自倍頻激光器，其包括半導(dǎo)體巴條、熱沉、自倍頻晶體，半導(dǎo)體巴條和自倍頻晶體固定在熱沉上，自倍頻晶體的尺寸大于半導(dǎo)體巴條出光面的尺寸，半導(dǎo)體巴條和自倍頻晶體之間設(shè)置柱面鏡，半導(dǎo)體巴條發(fā)出的光束通過柱面鏡耦合進(jìn)自倍頻晶體中經(jīng)自倍頻晶體輸出。半導(dǎo)體巴條設(shè)置為巴條封裝形式，或者設(shè)置為多個(gè)巴條并排組成的疊陣封裝形式。巴條發(fā)光面與自倍頻晶體入射面的距離小于I毫米。自倍頻晶體橫截面切割成與巴條發(fā)光面相匹配。自倍頻晶體的長(zhǎng)度設(shè)置為毫米或者亞毫米級(jí)。本技術(shù)方案將激光二極管巴條輸出光束通過柱面鏡壓窄入射到毫米或者亞毫米級(jí)別的激光晶體上，并將兩者封裝在同一散熱熱沉上，即可以解決綠藍(lán)半導(dǎo)體激光大功率輸出問題，又可以解決大功率綠藍(lán)激光器尺寸大的問題，從而實(shí)現(xiàn)微型化、大功率密度激光輸出。本技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)了高效率激光輸出:高功率半導(dǎo)體巴條通過柱面鏡快軸準(zhǔn)直壓窄后，在晶體上的有效泵浦吸收效率明顯增加，大大的提高了激光的輸出效率和功率。并且在激光器后加裝透鏡準(zhǔn)直和光纖耦合輸出，可以實(shí)現(xiàn)光束的任意變換。本技術(shù)方案還實(shí)現(xiàn)了體積小:將激光二極管巴條和激光晶體封裝同一散熱熱沉上，無需兩套散熱系統(tǒng)分別對(duì)巴條和晶體散熱，在很大程度上減小了激光器系統(tǒng)的尺寸。本技術(shù)方案還實(shí)現(xiàn)了成本低:目前綠光和藍(lán)光激光器價(jià)格相當(dāng)高，在短時(shí)間內(nèi)，難以降低成本，而本發(fā)明涉及的微型封裝激光器所用物料市場(chǎng)價(jià)格低廉，并且可以大批量的生產(chǎn)，可以替代市面綠藍(lán)激光器。
[0014]本技術(shù)方案的柱面鏡高功率微型自倍頻激光器在自倍頻晶體輸入端鍍有基頻光和倍頻光高反膜，輸出端鍍有基頻光高反膜和倍頻光增透膜，晶體端面可以直接作腔鏡，這樣的光處理效果非常好。
[0015]本技術(shù)方案柱面鏡高功率微型自倍頻激光器自倍頻晶體較寬的一側(cè)鍍金屬膜，鍍金屬膜的一面固定在熱沉上，自倍頻晶體較寬的一側(cè)鍍金屬膜，鍍金屬膜的一面固定在熱沉上，兩者連接處熱沉表面粗糙度小，有利于晶體廢熱的快速散掉。
[0016]本技術(shù)方案柱面鏡高功率微型自倍頻激光器自倍頻晶體的輸入端和激光二極管管芯的距離設(shè)置為小于等于I毫米，且使激光二極管管芯發(fā)光光束方向垂直于晶體輸入端，晶體長(zhǎng)度根據(jù)管芯發(fā)光功率和最終輸出激光功率確定，激光二極管管芯發(fā)出的較差光束質(zhì)量的激光耦合進(jìn)晶體后，經(jīng)自倍頻晶體自身組成的諧振腔振蕩，輸出高光束質(zhì)量的TEMOO 模。
[0017]本技術(shù)方案柱面鏡高功率微型自倍頻激光器，自倍頻晶體設(shè)置為微米級(jí)別，可以有效的抑制激光腔多個(gè)模式振蕩，可以實(shí)現(xiàn)單模激光和低噪聲輸出。
[0018]本實(shí)用新型的柱面鏡高功率微型自倍頻激光器實(shí)現(xiàn)了高功率、高效率新概念激光器，極大的提高了激光器的輸出功率和效率。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型的微型封裝自倍頻激光器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]1-巴條、2-柱面鏡、3-自倍頻晶體、4-熱沉、5-單一巴條激光器、6-疊陣封裝激光器。
【具體實(shí)施方式】
[0022]實(shí)施例1:
[0023]本實(shí)施例的微型封裝自倍頻激光器其包括半導(dǎo)體巴條1、熱沉4、自倍頻晶體3，半導(dǎo)體巴條I和自倍頻晶體3固定在熱沉4上，自倍頻晶體3的尺寸大于半導(dǎo)體巴條I出光面的尺寸，半導(dǎo)體巴條和自倍頻晶體之間設(shè)置柱面鏡2，半導(dǎo)體巴條發(fā)出的光束通過柱面鏡2耦合進(jìn)自倍頻晶體3中經(jīng)自倍頻晶體3輸出。半導(dǎo)體巴條設(shè)置為單一巴條激光器5封裝形式。巴條發(fā)光面與自倍頻晶體3入射面的距離小于I毫米。自倍頻晶體橫截面切割成與巴條發(fā)光面相匹配。自倍頻晶體的長(zhǎng)度設(shè)置為毫米或者亞毫米級(jí)。自倍頻晶體輸入端鍍有基頻光和倍頻光高反膜，輸出端鍍有基頻光高反膜和倍頻光增透膜。自倍頻晶體較寬的一側(cè)鍍金屬膜，鍍金屬膜的一面固定在熱沉上。自倍頻晶體的輸入端和激光二極管管芯的距離設(shè)置為小于等于I毫米，且使激光二極管管芯發(fā)光光束方向垂直于晶體輸入端。自倍頻晶體設(shè)置為微米級(jí)別，本實(shí)施例采用的是單個(gè)巴條的封裝形式。
[0024]實(shí)施例2:
[0025]本實(shí)施例和實(shí)施例1的區(qū)別在于，本實(shí)施例的巴條設(shè)置為多個(gè)巴條并排組成的疊陣封裝激光器6形式，自倍頻晶體3的輸入端的激光器的距離設(shè)置為0.9毫米。
[0026]實(shí)施例3:
[0027]實(shí)施例3和實(shí)施例1的區(qū)別在于，本實(shí)施例的自倍頻晶體的輸入端的激光器管芯的距離設(shè)置為0.8毫米，本實(shí)施例的巴條設(shè)置為疊陣封裝激光器形式。
[0028]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅限于上述實(shí)施方式，凡是屬于本實(shí)用新型原理的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本實(shí)用新型的原理的前提下進(jìn)行的若干改進(jìn)或潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種柱面鏡高功率微型自倍頻激光器，其特征在于:其包括半導(dǎo)體巴條、熱沉、自倍頻晶體，半導(dǎo)體巴條和自倍頻晶體固定在熱沉上，自倍頻晶體的尺寸大于半導(dǎo)體巴條出光面的尺寸，半導(dǎo)體巴條和自倍頻晶體之間設(shè)置柱面鏡，半導(dǎo)體巴條發(fā)出的光束通過柱面鏡耦合進(jìn)自倍頻晶體中經(jīng)自倍頻晶體輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱面鏡高功率微型自倍頻激光器，其特征在于，半導(dǎo)體巴條設(shè)置為巴條封裝形式，或者設(shè)置為多個(gè)巴條并排組成的疊陣封裝形式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱面鏡高功率微型自倍頻激光器，其特征在于，巴條發(fā)光面與自倍頻晶體入射面的距離小于I毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱面鏡高功率微型自倍頻激光器，其特征在于，自倍頻晶體橫截面切割成與巴條發(fā)光面相匹配。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱面鏡高功率微型自倍頻激光器，其特征在于，自倍頻晶體的長(zhǎng)度設(shè)置為毫米或者亞毫米級(jí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱面鏡高功率微型自倍頻激光器，其特征在于，自倍頻晶體輸入端鍍有基頻光和倍頻光高反膜，輸出端鍍有基頻光高反膜和倍頻光增透膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱面鏡高功率微型自倍頻激光器，其特征在于，自倍頻晶體較寬的一側(cè)鍍金屬膜，鍍金屬膜的一面固定在熱沉上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱面鏡高功率微型自倍頻激光器，其特征在于，自倍頻晶體的輸入端和激光二極管管芯的距離設(shè)置為小于等于I毫米，且使激光二極管管芯發(fā)光光束方向垂直于晶體輸入端。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種激光器，具體地說，涉及一種微型封裝自倍頻激光器，本實(shí)用新型提供了一種將激光自倍頻晶體與激光二極管管芯有效的封裝在同一熱沉上，生產(chǎn)出小尺寸、高光束質(zhì)量的全新概念微型封裝自倍頻激光器，其包括半導(dǎo)體巴條、熱沉、自倍頻晶體，半導(dǎo)體巴條和自倍頻晶體固定在熱沉上，自倍頻晶體的尺寸大于半導(dǎo)體巴條出光面的尺寸，半導(dǎo)體巴條和自倍頻晶體之間設(shè)置柱面鏡，半導(dǎo)體巴條發(fā)出的光束通過柱面鏡耦合進(jìn)自倍頻晶體中經(jīng)自倍頻晶體輸出，本實(shí)用新型的柱面鏡高功率微型自倍頻激光器實(shí)現(xiàn)了高功率、高效率新概念激光器，極大的提高了激光器的輸出功率和效率。
【IPC分類】H01S5-06, H01S5-40
【公開號(hào)】CN204304218
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420714036
【發(fā)明人】馬長(zhǎng)勤, 于祥升
【申請(qǐng)人】青島鐳創(chuàng)光電技術(shù)有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年11月25日