一種半導體激光器及其產生高質量和高穩定光束的方法技術

本發明專利技術揭示了一種半導體激光器及其產生高質量和高穩定光束的方法，包括一激光二極管，所述激光二極管的輸出光路上依次設置有一準直透鏡，一偏振片，一分光片和一可調小孔光欄，所述分光片的反射光路上設有一光電二極管，所述光電二極管與一信號處理系統信號連接，所述信號處理系統與所述激光二極管信號連接。本發明專利技術的半導體激光器能產生高質量和高穩定的光束輸出，結構簡單，使用便利，降低了半導體激光器的尺寸，擴大了半導體激光器的應用范圍。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于半導體激光器
，尤其涉及。
技術介紹
激光二極管的誕生使得激光器模組的尺寸發生了巨大的變化，因此激光二極管能夠被廣泛應用于各個領域。例如生物醫療領域、芯片檢測領域中，這些領域都要求激光器輸出高穩定性，高質量的光束，對于半導體激光器輸出光束的性能提出了較高的要求。 美國專利技術專利 “Optically pumped semiconductor laser pumped optical parametric oscillator" (US 7447245)中描述了利用激光二極管泵浦半導體芯片來激發受激輻射， 這種結構的激光模組可以輸出達到衍射極限的光束質量，但是這種結構的激光模組尺寸上沒有優勢，而且成本比較高。美國專利技術專利“Flow cytometer” (US 6713019)中描述了利用激光二極管慢軸光斑來得到比較好的光束質量，利用慢軸的光斑來覆蓋細胞，而快軸的光瓣就不會和細胞接觸從而避免產生錯誤信號，但是這種方式沒有利用激光二極管本身的優勢，即利用激光二極管快慢軸發散角的差別直接產生適用于流失細胞儀的光斑，而且這種光路結構產生的光斑對系統的穩定性比較靈敏，因為這種結構的光路產生的不是準直光束，因此光路中透鏡位置的穩定性會對最終光斑大小造成很大影響。
技術實現思路
鑒于上述現有技術存在的缺陷，本專利技術的目的是提出。本專利技術的目的將通過以下技術方案得以實現一種半導體激光器，包括一激光二極管，所述激光二極管的輸出光路上依次設置有一準直透鏡，一偏振片，一分光片和一可調小孔光欄，所述分光片的反射光路上設有一光電二極管，所述光電二極管與一信號處理系統信號連接，所述信號處理系統與所述激光二極管信號連接。優選地，上述的一種半導體激光器，其中所述準直透鏡和所述偏振片之間的輸出光路上設有一光束整形器。優選地，上述的一種半導體激光器，其中所述光束整形器為棱鏡或者柱面鏡。優選地，上述的一種半導體激光器，其中所述準直透鏡為非球面準直透鏡。一種半導體激光器產生高質量和高穩定光束的方法，包括以下步驟步驟一所述激光二極管輸出包括快軸光束和慢軸光束的光束，其中快軸光束通過所述準直透鏡準直；步驟二 所述慢軸光束和準直后的快軸光束入射所述偏振片得到高偏振比光束； 步驟三上述高偏振比光束通過所述分光片一部分入射所述可調小孔光欄中進行不對稱切趾，得到高質量光束，另一部分反射入所述光電二極管；步驟四所述光電二極管將采集到的光信號轉為電信號輸入信號處理系統，信號處理系統將輸入的電信號與系統設定值進行比較，分析后輸出信號控制激光二極管的輸出功率來形成回路控制，從而產生高穩定光束。此外，另一種半導體激光器產生高質量和高穩定光束的方法，包括以下步驟 步驟一所述激光二極管輸出包括快軸光束和慢軸光束的光束，其中快軸光束通過所述準直透鏡準直，慢軸光束通過所述光束整形器整形；步驟二 準直后的快軸光束和整形后的慢軸光束入射所述偏振片得到高偏振比光束； 步驟三上述高偏振比光束通過所述分光片一部分入射所述可調小孔光欄中進行不對稱切趾，得到高質量光束，另一部分反射入所述光電二極管；步驟四所述光電二極管將采集到的光信號轉為電信號輸入信號處理系統，信號處理系統將輸入的電信號與系統設定值進行比較，分析后輸出信號控制激光二極管的輸出功率來形成回路控制，從而產生高穩定光束。本專利技術的半導體激光器能產生高質量和高穩定的光束輸出，結構簡單，使用便利， 降低了半導體激光器的尺寸，擴大了半導體激光器的應用范圍。其突出效果包括1)利用激光二極管快慢軸發散角的差別，根據對光斑大小的要求選擇合適焦距的準直透鏡準直激光二極管的快軸光束，得到一定比例的準直的橢圓光斑，由于激光二極管結構原因，其快軸光束質量不是很好的高斯形狀，而且快軸方向的發散角比較大，會產生衍射現象，導致半導體激光器輸出光束質量比較差，因此采用可調小孔光欄對快軸光斑進行不對稱切趾，消除和補償激光二極管快軸光束的像差和衍射現象，從而產生高質量的光束；2)利用偏振片來提高半導體激光器的偏振比，降低了由于溫度和激光二極管驅動電流等因素造成的激光輸出的不穩定性；另一方面，高偏振比激光通過分光片反射進入光電二極管，光電二極管將光信號轉為電信號輸入信號處理系統，信號處理系統根據輸入的電信號與系統設定值進行比較，控制激光二極管的輸出功率來形成回路控制，提高激光輸出的穩定性，從而產生高穩定的光束；3)根據對慢軸光斑大小的要求可以選擇相應的光束整形器對其進行整形，如棱鏡或柱面鏡等對慢軸光斑進行壓縮或者擴束。以下便結合實施例附圖，對本專利技術的具體實施方式作進一步的詳述，以使本專利技術技術方案更易于理解、掌握。附圖說明圖I是本專利技術實施例I的結構示意圖；圖2是本專利技術實施例2的結構示意圖；圖3是現有技術中用平凸透鏡聚焦的光譜圖；圖4是現有技術中用平凸透鏡聚焦的光束質量圖；圖5是本專利技術實施例2中用可調小孔光欄不對稱切趾的光譜圖；圖6是本專利技術實施例2中用可調小孔光欄不對稱切趾的光束質量圖。具體實施方式實施例I :本實施例的一種半導體激光器，如圖I所示，包括激光二極管1，激光二極管I的輸出光路上依次設置有準直透鏡2，偏振片4，分光片5和可調小孔光欄6，分光片5的反射光路上設有光電二極管7，光電二極管7與信號處理系統8信號連接，信號處理系統8與激光二極管I信號連接。可選的，準直透鏡2為非球面準直透鏡。上述半導體激光器產生高質量和高穩定光束的方法，包括以下步驟步驟一激光二極管I輸出包括快軸光束和慢軸光束的光束，其中快軸光束通過準直透鏡2準直；步驟二 慢軸光束和準直后的快軸光束入射偏振片4得到高偏振比光束；由于溫度、電流等因素會造成激光輸出偏振分量的變化，從而導致進入光電二極管7內部信號由于偏振分量的變化而發生變化，進而導致信號處理系統很難控制激光輸出的穩定性；而加入偏振片4大幅度提高了某一方向的偏振分量，即加入偏振片4后某一偏振方向的激光占主導地位，其他偏振方向的激光可以忽略不計，從而降低了由于溫度、電流等因素引起的激光偏振分量的不斷變化而導致進入光電二極管7內部信號的不斷變化，得到高偏振比光束，提高了激光器輸出的穩定性；步驟三上述高偏振比光束通過分光片5 —部分入射可調小孔光欄6中進行不對稱切趾，得到高質量光束，另一部分反射入光電二極管 ；步驟四光電二極管7將采集到的光信號轉為電信號輸入信號處理系統8，信號處理系統8將輸入的電信號與系統設定值進行比較，分析后輸出信號控制激光二極管I的輸出功率來形成回路控制，從而產生高穩定光束。實施例2:本實施例的一種半導體激光器，如圖2所示，包括激光二極管I，激光二極管I的輸出光路上依次設置有準直透鏡2，光束整形器3，偏振片4，分光片5和可調小孔光欄6，分光片5 的反射光路上設有光電二極管7，光電二極管7與信號處理系統8信號連接，信號處理系統 8與激光二極管I信號連接。可選的，準直透鏡2為非球面準直透鏡，光束整形器3為棱鏡或者柱面鏡。上述半導體激光器產生高質量和高穩定光束的方法，包括以下步驟步驟一激光二極管I輸出包括快軸光束和慢軸光束的光束，其中快軸光束通過準直透鏡2準直，慢軸光束通過光束整形器3整形；步驟二 準直后的快軸光束和整形后的慢軸光束入射偏振片4得到高偏振比光束；由于溫度、電流等因素會造成激光輸出偏振本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種半導體激光器，其特征在于：包括一激光二極管，所述激光二極管的輸出光路上依次設置有一準直透鏡，一偏振片，一分光片和一可調小孔光欄，所述分光片的反射光路上設有一光電二極管，所述光電二極管與一信號處理系統信號連接，所述信號處理系統與所述激光二極管信號連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：管海兵，羅寧一，季朝華，姚建波，
申請(專利權)人：維林光電蘇州有限公司，
類型：發明
國別省市：