一種高功率半導(dǎo)體激光光束準(zhǔn)直調(diào)整方法及裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及一種高功率半導(dǎo)體激光光束準(zhǔn)直調(diào)整方法及裝置，包括以下步驟：點(diǎn)亮半導(dǎo)體激光器，各個(gè)發(fā)光點(diǎn)發(fā)出的光束依次通過(guò)快軸、慢軸準(zhǔn)直鏡之后，入射到體光柵（VBG），將入射至體光柵（VBG）后的激光導(dǎo)入光譜儀進(jìn)行光譜測(cè)試，分別調(diào)節(jié)快軸、慢軸準(zhǔn)直鏡，直至光譜儀所測(cè)光譜出現(xiàn)明顯的窄化，則半導(dǎo)體激光器所發(fā)射的激光經(jīng)過(guò)快慢、慢軸后為準(zhǔn)直光束，固定快軸、慢軸準(zhǔn)直鏡位置。該發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在緊湊的空間內(nèi)調(diào)整多路光束高精度的準(zhǔn)直性，同時(shí)光譜窄化信號(hào)辨別簡(jiǎn)單，容易判斷光路準(zhǔn)直與否。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)屬于半導(dǎo)體激光器領(lǐng)域，涉及一種高功率半導(dǎo)體激光光束準(zhǔn)直調(diào)整方法及裝置。
技術(shù)介紹
目前半導(dǎo)體激光器的光纖耦合系統(tǒng)朝著高輸出功率、高亮度的方向發(fā)展，并在工業(yè)、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。為提高半導(dǎo)體激光器的高功率高亮度輸出，人們通常采取對(duì)多發(fā)光點(diǎn)進(jìn)行光纖耦合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，即通過(guò)先對(duì)多個(gè)發(fā)光點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)直，再將準(zhǔn)直后的多路光束經(jīng)過(guò)聚焦透鏡匯聚到單根光纖中輸出。在對(duì)多個(gè)發(fā)光點(diǎn)的傳播路徑進(jìn)行準(zhǔn)直的過(guò)程中，通常采用兩種方式:方式一，在CCD等昂貴的光電探測(cè)器上設(shè)置參考點(diǎn)，發(fā)光點(diǎn)傳播后的一段距離內(nèi)進(jìn)行成像至CXD上，調(diào)節(jié)快慢軸準(zhǔn)直鏡，當(dāng)發(fā)光點(diǎn)在CXD上所成的像和參考點(diǎn)重合時(shí)，多發(fā)光點(diǎn)準(zhǔn)直完畢；方式二，在光束傳播方向上前后移動(dòng)CCD，使得發(fā)光點(diǎn)在前后兩個(gè)位置處成像在CCD上，調(diào)節(jié)快慢軸準(zhǔn)直鏡，當(dāng)發(fā)光點(diǎn)在前后兩位置處兩成像點(diǎn)重合時(shí)，多發(fā)光點(diǎn)準(zhǔn)直完畢。上述兩種方法明顯地包含有三個(gè)不足:1)價(jià)格昂貴；該準(zhǔn)直方法中使用的CXD價(jià)格昂貴，普通的工業(yè)級(jí)CXD相機(jī)也在上萬(wàn)元以上，精度更高的CXD相機(jī)更是價(jià)格不菲；2)精度低；方法一種的CCD上參考點(diǎn)的選定是在假定多發(fā)光單元之間相對(duì)距離是一定的情況下，然而實(shí)際的多發(fā)光單元之間的相對(duì)距離是存在差異的，為此準(zhǔn)直精度會(huì)大大降低；3)操作復(fù)雜；方法二中的準(zhǔn)直操作必須在一段相當(dāng)長(zhǎng)距離內(nèi)進(jìn)行，距離越長(zhǎng)，準(zhǔn)直精度才越高，為此操作不方便。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于克服上述技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種高功率半導(dǎo)體激光光束準(zhǔn)直調(diào)整方法及裝置，以實(shí)現(xiàn)在緊湊的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)多路光束高精度的準(zhǔn)直性，同時(shí)光譜窄化信號(hào)辨別簡(jiǎn)單，容易判斷光路準(zhǔn)直與否。本專(zhuān)利技術(shù)是一種基于體光柵(VBG)的外腔反饋式多光束準(zhǔn)直調(diào)節(jié)方法及裝置，主要是通過(guò)探測(cè)多光束經(jīng)過(guò)體光柵(VBG)外腔反饋輸出后激光的光譜，來(lái)監(jiān)測(cè)并調(diào)節(jié)快慢軸準(zhǔn)直鏡。當(dāng)多光束在半導(dǎo)體激光器和VBG之間能夠準(zhǔn)直傳播時(shí)，相對(duì)于未準(zhǔn)直傳播情況下的光譜，輸出光譜會(huì)窄化很多。本專(zhuān)利技術(shù)的調(diào)節(jié)方法具體包括以下步驟:步驟一:點(diǎn)亮半導(dǎo)體激光器，各個(gè)發(fā)光點(diǎn)發(fā)出的光束依次通過(guò)快軸、慢軸準(zhǔn)直鏡之后，入射到體光柵(VBG)；步驟二:將入射至體光柵(VBG)后的激光導(dǎo)入光譜儀進(jìn)行光譜測(cè)試；步驟三:分別調(diào)節(jié)快軸、慢軸準(zhǔn)直鏡，直至光譜儀所測(cè)光譜出現(xiàn)明顯的窄化，則半導(dǎo)體激光器所發(fā)射的激光經(jīng)過(guò)快慢、慢軸后為準(zhǔn)直光束；步驟四:固定快軸、慢軸準(zhǔn)直鏡位置。基于以上方法，本專(zhuān)利技術(shù)提出的基于體光柵(VBG)的外腔反饋式多光束準(zhǔn)直調(diào)整裝置，該調(diào)整裝置包括:安裝基板以及設(shè)置在安裝基板上的激光器座架和用以分別調(diào)整及固定快軸準(zhǔn)直鏡、慢軸準(zhǔn)直鏡位置的調(diào)節(jié)工具、以及沿激光出射光路依次設(shè)置的體光柵(VBG)、光收集器、導(dǎo)光系統(tǒng)，經(jīng)體光柵透射并被光收集器收集的激光通過(guò)導(dǎo)光系統(tǒng)導(dǎo)入光譜儀。上述調(diào)節(jié)工具采用六維調(diào)節(jié)架夾持固定快軸、慢軸準(zhǔn)直鏡。當(dāng)然，也可以采用其他常規(guī)安裝固定方式。上述光收集器可以是透鏡、透鏡組、積分球等。上述導(dǎo)光系統(tǒng)可以是光纖、光導(dǎo)管、光波導(dǎo)等。調(diào)整半導(dǎo)體激光器光束準(zhǔn)直時(shí)，將半導(dǎo)體激光器放置在激光器座架上，將半導(dǎo)體激光器的快軸、慢軸準(zhǔn)直鏡分別夾持在兩個(gè)六維調(diào)節(jié)架上，點(diǎn)亮半導(dǎo)體激光器，光束將快、慢軸準(zhǔn)直鏡后入射至體光柵(VBG)，部分光由體光柵(VBG)反射并經(jīng)快、慢軸準(zhǔn)直鏡反饋回激光器腔中，形成光反饋系統(tǒng)，透射的光經(jīng)光收集器收集后用導(dǎo)光系統(tǒng)傳輸至光譜儀中，光譜儀可測(cè)試光譜，調(diào)整兩個(gè)六維調(diào)節(jié)架用于調(diào)節(jié)快、慢軸準(zhǔn)直鏡的位置，當(dāng)光譜儀測(cè)試出光譜出現(xiàn)明顯窄化時(shí)，則半導(dǎo)體激光器所發(fā)射的激光經(jīng)過(guò)快慢、慢軸后為準(zhǔn)直光束，固定快軸、慢軸準(zhǔn)直鏡與半導(dǎo)體激光器的相對(duì)位置。本專(zhuān)利技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在緊湊的空間內(nèi)調(diào)整多路光束高精度的準(zhǔn)直性，同時(shí)光譜窄化信號(hào)辨別簡(jiǎn)單，容易判斷光路準(zhǔn)直與否。本專(zhuān)利技術(shù)的調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)方便、簡(jiǎn)單、準(zhǔn)直精度高、可行。附圖說(shuō)明圖1是本專(zhuān)利技術(shù)高功率半導(dǎo)體激光光束調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I為安裝基板；2為激光器座架；3、4為六維調(diào)節(jié)架；5為體光柵(VBG) ；6為光收集器；7為導(dǎo)光系統(tǒng)；8為光譜儀；9為半導(dǎo)體激光器；10為快軸準(zhǔn)直鏡；11為慢軸準(zhǔn)直鏡。圖2示出了使用本專(zhuān)利技術(shù)裝置對(duì)多光束進(jìn)行準(zhǔn)直前后的光譜對(duì)比情況。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)專(zhuān)利技術(shù)進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，本專(zhuān)利技術(shù)一種高功率半導(dǎo)體激光光束的調(diào)整方法如下步驟一:點(diǎn)亮半導(dǎo)體激光器9，半導(dǎo)體激光器9發(fā)出的光束依次通過(guò)快軸準(zhǔn)直鏡10、慢軸準(zhǔn)直鏡11之后，入射到體光柵(VBG) 5 ；步驟二:將入射至光柵(VBG) 5后的激光導(dǎo)入光譜儀8進(jìn)行光譜測(cè)試；步驟三:分別調(diào)節(jié)快軸準(zhǔn)直鏡10、慢軸準(zhǔn)直鏡11，直至光譜儀8所測(cè)光譜出現(xiàn)明顯的窄化，則半導(dǎo)體激光器9所發(fā)射的激光經(jīng)過(guò)快軸準(zhǔn)直鏡10、慢軸準(zhǔn)直鏡11準(zhǔn)直后后為準(zhǔn)直光束；步驟四:固定快軸準(zhǔn)直鏡10和慢軸準(zhǔn)直鏡11的位置。本專(zhuān)利技術(shù)高功率半導(dǎo)體激光光束調(diào)整裝置包括安裝基板I以及設(shè)置在安裝基板I上的激光器座架2，兩個(gè)六維調(diào)節(jié)架3、4，體光柵(VBG) 5、在體光柵(VBG) 5出射光處設(shè)置光收集器6，在光收集器6后端設(shè)置導(dǎo)光系統(tǒng)7用于導(dǎo)出光，光譜儀8連接在導(dǎo)光系統(tǒng)7上用于測(cè)試光譜。本專(zhuān)利技術(shù)高功率半導(dǎo)體激光光束調(diào)整裝置工作時(shí)，將需要進(jìn)行準(zhǔn)直調(diào)整的半導(dǎo)體激光器9放置在激光器座架2上，將半導(dǎo)體激光器9的快軸準(zhǔn)直鏡10夾持在六維調(diào)節(jié)架3上，將半導(dǎo)體激光器9的慢軸準(zhǔn)直鏡11夾持在六維調(diào)節(jié)架4上，點(diǎn)亮半導(dǎo)體激光器，光束將快、慢軸準(zhǔn)直鏡后入射至體光柵(VBG) 5，部分光由體光柵(VBG) 5反射并經(jīng)快、慢軸準(zhǔn)直鏡反饋回半導(dǎo)體激光器9腔中，形成光反饋系統(tǒng)，透射的光經(jīng)光收集器6收集后經(jīng)導(dǎo)光系統(tǒng)7傳輸至光譜儀8中，光譜儀8可測(cè)試光譜，調(diào)節(jié)六維調(diào)節(jié)架3、4用于調(diào)節(jié)快軸準(zhǔn)直10鏡和慢軸準(zhǔn)直鏡11的位置，當(dāng)光譜儀8測(cè)試出光譜出現(xiàn)明顯窄化時(shí)，則半導(dǎo)體激光器9所發(fā)射的激光經(jīng)過(guò)快軸準(zhǔn)直鏡10、慢軸準(zhǔn)直鏡11后為準(zhǔn)直光束，固定快軸準(zhǔn)直鏡10、慢軸準(zhǔn)直鏡11與半導(dǎo)體激光器9的相對(duì)位置。本實(shí)施例使用本專(zhuān)利技術(shù)的方法及裝置調(diào)整準(zhǔn)直激光器為發(fā)光波長(zhǎng)808nm的單巴條半導(dǎo)體激光器。圖2給出調(diào)整該發(fā)光波長(zhǎng)808nm的單巴條半導(dǎo)體激光器準(zhǔn)直前后的光譜對(duì)比情況，從圖中可以看到，光譜明顯地窄化，從物理機(jī)理上可以推斷，多光路光束已經(jīng)完全準(zhǔn)直且形成了外腔反饋振蕩。可見(jiàn)，該調(diào)整裝置能夠方便、高精度地實(shí)現(xiàn)多光束準(zhǔn)直。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種高功率半導(dǎo)體激光光束準(zhǔn)直調(diào)整方法，包括以下步驟：1）點(diǎn)亮半導(dǎo)體激光器，各個(gè)發(fā)光點(diǎn)發(fā)出的光束依次通過(guò)快軸、慢軸準(zhǔn)直鏡之后，入射到體光柵（VBG）；2）將入射至體光柵（VBG）后的激光導(dǎo)入光譜儀進(jìn)行光譜測(cè)試；3）分別調(diào)節(jié)快軸、慢軸準(zhǔn)直鏡，直至光譜儀所測(cè)光譜出現(xiàn)明顯的窄化，則半導(dǎo)體激光器所發(fā)射的激光經(jīng)過(guò)快慢、慢軸后為準(zhǔn)直光束；4）固定快軸、慢軸準(zhǔn)直鏡位置。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高功率半導(dǎo)體激光光束準(zhǔn)直調(diào)整方法，包括以下步驟: 1)點(diǎn)亮半導(dǎo)體激光器，各個(gè)發(fā)光點(diǎn)發(fā)出的光束依次通過(guò)快軸、慢軸準(zhǔn)直鏡之后，入射到體光柵(VBG)； 2)將入射至體光柵(VBG)后的激光導(dǎo)入光譜儀進(jìn)行光譜測(cè)試； 3)分別調(diào)節(jié)快軸、慢軸準(zhǔn)直鏡，直至光譜儀所測(cè)光譜出現(xiàn)明顯的窄化，則半導(dǎo)體激光器所發(fā)射的激光經(jīng)過(guò)快慢、慢軸后為準(zhǔn)直光束； 4)固定快軸、慢軸準(zhǔn)直鏡位置。2.基于體光柵(VBG)的外腔反饋式多光束準(zhǔn)直調(diào)整裝置，其特征在于:包括安裝基板以及設(shè)置在安裝基板上的激光器座架和用以分...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蔡萬(wàn)紹，劉興勝，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：西安炬光科技有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：