CN222234122U - 一种半导体激光器以及光学传输装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种半导体激光器以及光学传输装置，半导体激光器包括激光器外壳，激光器外壳的腔体内设有激光二极管以及与激光二极管同轴设置的柱透镜，柱透镜包括第一非球面以及第二非球面，第一非球面用于将激光二极管沿快轴方向发射的第一光线准直，第二非球面用于将激光二极管沿慢轴方向发射的第二光线准直；本实用新型提供的半导体激光器通过仅用一个柱透镜就能将激光二极管发射的第一光线和/或第二光线变成准直光，减少了激光器外壳内部设置的透镜数量，从而减小了半导体激光器内部的光能损耗，同时有效的减少了半导体激光器的体积。

Description

一种半导体激光器以及光学传输装置

技术领域

本实用新型涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种半导体激光器以及光学传输装置。

背景技术

半导体激光器具有体积小、成本低、波长范围宽、易于集成等优点，已被广泛应用于医疗、军事、材料加工、激光模拟、光信息处理以及生命科学研究等领域。但由于其自身量子阱波导结构的限制，半导体激光器出射光束存在能量分布不对称、较大的光束发散角、输出光束不均衡、存在固有像散等缺点，在半导体激光器领域，激光二极管通常需要多个透镜与柱透镜进行准直与聚焦，使用器件较多，且有较大光能损耗。

因此，亟需一种半导体激光器以及光学传输装置以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种半导体激光器以及光学传输装置，用于改善现有技术的半导体激光器具有较大光能损耗的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型首先提供一种半导体激光器，包括激光器外壳，激光器外壳的腔体内设有激光二极管以及与激光二极管同轴设置的柱透镜，柱透镜包括第一非球面以及第二非球面，第一非球面用于将激光二极管沿快轴方向发射的第一光线准直，第二非球面用于将激光二极管沿慢轴方向发射的第二光线准直。

优选地，第一非球面与第二非球面相互正交。

优选地，第一非球面的焦距与第二非球面的焦距不同。

优选地，第一非球面以及第二非球面均设置有增透介质薄膜。

优选地，第一非球面朝向激光二极管设置，第二非球面远离激光二极管设置。

优选地，第一非球面为向激光二极管凸出的曲面，第二非球面为向远离激光二极管方向凸出的曲面。

优选地，柱透镜通过BK7材质光学玻璃制备而成。

优选地，激光二极管的波长范围为200~1000nm。

优选地，第一光线的发射角大于第二光线的发射角。

相应地，本实用新型还提供一种光学传输装置，包括如上任一项的半导体激光器以及传输光纤，传输光纤用于接收经柱透镜耦合后的激光束。

本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型提供一种半导体激光器及光学传输装置，半导体激光器包括激光器外壳，激光器外壳的腔体内设有激光二极管以及与激光二极管同轴设置的柱透镜，柱透镜包括第一非球面以及第二非球面，第一非球面用于将激光二极管沿快轴方向发射的第一光线准直，第二非球面用于将激光二极管沿慢轴方向发射的第二光线准直；本实用新型提供的半导体激光器通过仅用一个柱透镜就能将激光二极管发射的第一光线和/或第二光线变成准直光，减少了激光器外壳内部设置的透镜数量，从而减小了半导体激光器内部的光能损耗，同时有效的减少了半导体激光器的体积。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的半导体激光器的正视图；

图2是本实用新型实施例提供的半导体激光器的俯视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图2，图1是本实用新型实施例提供的半导体激光器100的正视图；图2是本实用新型实施例提供的半导体激光器100的俯视图。具体地，本实用新型提供的半导体激光器100包括激光器外壳，激光器外壳的腔体内设有激光二极管10以及与激光二极管10同轴设置的柱透镜20，柱透镜20包括第一非球面21以及第二非球面22，第一非球面21用于将激光二极管10沿快轴方向发射的第一光线准直，第二非球面22用于将激光二极管10沿慢轴方向发射的第二光线准直。

在本实用新型实施例中，激光二极管10作为光源器件用于发射激光光束，具体为波长范围200nm~1000nm的单、多模半导体激光二极管10。优选地，激光二极管10为OSRAM公司生产型号为PLPT5 447KA的半导体器件。

在具体实施过程中，选择激光二极管10正确安装方向，采用压合的方式将激光二极管10固定在镀金热沉上，间隙用铟片填充，达到充分散热。

在本实用新型实施例中，柱透镜20包括第一非球面21以及第二非球面22，第一非球面21用于将激光二极管10沿快轴方向发射的第一光线准直，第二非球面22用于将激光二极管10沿慢轴方向发射的第二光线准直。

具体地，柱透镜20为双面正交非球面柱面镜，柱透镜20两面分别准直激光二极管10的快轴和慢轴。由于非球面曲面在空间上每一点具有不同的曲率，可以有效地消除各种像差，减少光能损失，极大的改善了半导体激光器100的光束质量，从而提高了大功率半导体激光器100的光能利用率以及耦合效率，同时柱透镜20两面具有相互正交的曲面，使得单个柱透镜20就可以实现半导体激光器100的准直。

优选地，第一非球面21与第二非球面22相互正交；第一非球面21的焦距与第二非球面22的焦距不同；其中，第一非球面21的焦距与第二非球面22的焦距均与激光二极管10的发射角有关。

优选地，第一光线的发射角大于第二光线的发射角。

在具体实施过程中，第一非球面21朝向激光二极管10设置，第二非球面22远离激光二极管10设置；采用紫外胶将柱透镜20固定在镜片基座上，调整柱透镜20与激光二极管10之间的距离，使激光二极管10快轴方向的第一光束准直，同时使激光二极管10慢轴方向的第一光束准直。

优选地，第一非球面21以及第二非球面22均设置有增透介质薄膜。

优选地，第一非球面21为向激光二极管10凸出的曲面，第二非球面22为向远离激光二极管10方向凸出的曲面。

优选地，柱透镜20通过BK7材质光学玻璃制备而成。

相应地，本实用新型还提供一种光学传输装置，包括如上任一项的半导体激光器100以及传输光纤，传输光纤用于接收经柱透镜20耦合后的激光束。

综上所述，与现有技术相比，本实用新型提供的半导体激光器100，使用了双面正交非球面柱面镜，这种非球面柱面镜具有更佳的曲率半径，可以维持良好的像差修正，非球面表面经适当的复合，可使柱透镜20中央的焦距为正，边缘的焦距为负，因而可以同时具有多种校正功能，并在理论上可使传统激光器的球面像差减少至0，以获得更小的聚焦光斑。同时该非球面柱面镜的应用，有效的减少了半导体激光器100的体积。

需要说明的是，以上各实施例均属于同一实用新型构思，各实施例的描述各有侧重，在个别实施例中描述未详尽之处，可参考其他实施例中的描述。以上实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种半导体激光器，其特征在于，包括激光器外壳，所述激光器外壳的腔体内设有激光二极管以及与所述激光二极管同轴设置的柱透镜，所述柱透镜包括第一非球面以及第二非球面，所述第一非球面用于将所述激光二极管沿快轴方向发射的第一光线准直，所述第二非球面用于将所述激光二极管沿慢轴方向发射的第二光线准直。

2.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述第一非球面与所述第二非球面相互正交。

3.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述第一非球面的焦距与所述第二非球面的焦距不同。

4.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述第一非球面以及所述第二非球面均设置有增透介质薄膜。

5.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述第一非球面朝向所述激光二极管设置，所述第二非球面远离所述激光二极管设置。

6.根据权利要求5所述的半导体激光器，其特征在于，所述第一非球面为向所述激光二极管凸出的曲面，所述第二非球面为向远离所述激光二极管方向凸出的曲面。

7.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述柱透镜通过BK7材质光学玻璃制备而成。

8.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述激光二极管的波长范围为200~1000nm。

9.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，所述第一光线的发射角大于所述第二光线的发射角。

10.一种光学传输装置，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的半导体激光器以及传输光纤，所述传输光纤用于接收经所述柱透镜耦合后的激光束。