一种离轴半导体激光器制造技术

本发明专利技术涉及半导体激光器技术领域，具体涉及一种离轴半导体激光器，包括散热水冷底座、水冷散热器、铜热沉、增益芯片、泵浦系统、反射端组件、输出端组件、透镜组件以及外腔；外腔由反射端组件、增益芯片以及输出端组件所形成；所述泵浦系统泵浦所述增益芯片产生增益，产生增益后的光束经过所述反射组件反射，汇聚到所述增益芯片，经过所述增益芯片中的分布式布拉格反射镜反射，再通过所述透镜组件汇聚，到达所述输出端组件实现腔内振荡；本发明专利技术的离轴半导体激光器，通过外腔内透镜组件的设计来优化光束传输的方式，同时，采用回复反射镜结构的输出端组件设计，能够提高半导体激光器外腔的腔长，实现离轴工作。实现离轴工作。实现离轴工作。

【技术实现步骤摘要】
一种离轴半导体激光器


[0001]本专利技术涉及半导体激光器
，具体涉及一种离轴半导体激光器。

技术介绍

[0002]半导体激光器具有光电转换效率高、体积小、质量轻、成本低等优点，成为了光电子
的研究热点。光泵浦垂直腔面发射半导体激光器的外腔振荡特性,在其外置腔内置入非线性光学晶体可以实现输出波长的转换,极大地扩大了半导体激光器的波长覆盖范围。通过倍频输出可见光波段，在激光医疗、基因测序、大气遥感等方面都有非常广泛的应用。
[0003]随着智能设备的普及，携带充电器给移动设备充电引起极大的不便。无线充电技术已成为研究热点。目前的电磁耦合无线充电技术依然得贴近充电装置才能充电。电磁辐射充电技术可以实现远距离充电，但是辐射对人体有危害，无法应用在日常生活中。半导体激光器具有灵活的外腔结构，通过腔型设计可以实现长腔长激光输出，配上相应的接收装置实现远距离空间传能，有很高的应用潜力。目前报道的光泵浦垂直外腔激光器最高只有50cm左右的腔长，而且无法实现离轴工作。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决上述问题，提供一种离轴半导体激光器，通过外腔内透镜组件的设计来优化光束传输的方式，同时，采用回复反射镜结构的输出端组件设计，能够提高半导体激光器腔长，实现离轴工作。
[0005]本专利技术提供一种离轴半导体激光器，所述离轴半导体激光器包括散热水冷底座、水冷散热器、铜热沉、增益芯片、泵浦系统、反射端组件、输出端组件、透镜组件以及外腔；
[0006]所述外腔由反射端组件、增益芯片以及输出端组件所形成；所述透镜组件设置于所述外腔内；
[0007]所述增益芯片连接在所述铜热沉上，所述铜热沉安装在所述散热水冷底座上，所述散热水冷底座连接所述水冷散热器；所述水冷散热器用于控制所述增益芯片工作时的温度；
[0008]所述泵浦系统泵浦所述增益芯片产生增益，产生增益后的光束经过所述反射端组件反射，汇聚到所述增益芯片，再经过所述增益芯片中的分布式布拉格反射镜反射，反射后的光束通过所述透镜组件汇聚，到达所述输出端组件，实现在所述外腔内的腔内振荡，并通过所述输出端组件输出。
[0009]优选的，所述外腔为单V型、双V型或W型。
[0010]优选的，所述增益芯片采用InGaAs/GaAs材料体系、AlGaAs/GaAs材料体系、InGaAsP/GaAs材料体系或GaN/AlGaN材料体系。
[0011]优选的，所述反射端组件包括第一平凹反射镜。
[0012]优选的，所述反射端组件还包括第一凸透镜或第一凹透镜。
[0013]优选的，反射端组件包括第一平面反射镜和第二凸透镜。
[0014]优选的，所述增益芯片包括腐蚀阻挡层、泵浦光吸收层、分布式布拉格反射镜以及量子阱。
[0015]优选的，所述输出端组件采用回复反射镜结构。
[0016]优选的，所述透镜组件包括第三凸透镜。
[0017]优选的，所述透镜组件还包括第四凸透镜或第四凹透镜。
[0018]本专利技术提供的离轴半导体激光器，通过反射端组件与输出端组件组合实现超长腔稳定振荡，优化外腔内的光束传输，可以极大的扩展激光外腔的长度，使得半导体激光器在5m内可以稳定工作；同时，采用回复反射镜结构的输出端组件设计，通过外腔内透镜组件可以有效的与增益芯片和输出端组件实现外腔内激光周期性增益，能够提高半导体激光器腔长，实现离轴工作。
附图说明
[0019]图1是本专利技术一种实施方式所提供的离轴半导体激光器的结构示意图；
[0020]图2是本专利技术一种实施方式所提供的离轴半导体激光器中增益芯片的结构示意图。
[0021]附图标记：
[0022]散热水冷底座101、铜热沉102、增益芯片103、反射端组件104、透镜组件105、输出端组件106、泵浦系统107、离轴工作区域108、腐蚀阻挡层201、泵浦光吸收层202、分布式布拉格反射镜203、量子阱204。
具体实施方式
[0023]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，而不构成对本专利技术的限制。
[0024]如图1所示，为本专利技术一种实施方式所提供的离轴半导体激光器的结构示意图，从图中可以看出，所述离轴半导体激光器包括散热水冷底座101、水冷散热器(图中未示出)、铜热沉102、增益芯片103、泵浦系统107、反射端组件104、输出端组件106、透镜组件105以及外腔；所述外腔(图中未示出)由反射端组件104、增益芯片103以及输出端组件106所形成；所述透镜组件105设置于所述外腔内。
[0025]具体实施方式中，从图1中可以看出，所述增益芯片103连接在所述铜热沉102上，增益芯片103具体可通过In焊接或者其他焊接方式连接在铜热沉102上；所述铜热沉102安装在所述散热水冷底座101上，所述散热水冷底座101连接所述水冷散热器(图中未示出)；通过所述散热水冷底座101连接所述水冷散热器，用于带走离轴半导体激光器工作时的废热，控制所述增益芯片103工作时的温度；所述泵浦系统107泵浦所述增益芯片103产生增益，产生增益后的光束经过所述反射端组件104反射，汇聚到所述增益芯片103，再经过所述增益芯片103中的分布式布拉格反射镜反射，此时外腔内的光束具有一定的发散角，反射后的光束通过所述透镜组件105减小发散角，具体的，反射后的光束通过所述透镜组件105实现在所述外腔内光束的汇聚，即减小光束的发散角，减小发散角后的光束到达所述输出端
组件106，实现光束在所述外腔内的腔内振荡，再通过所述输出端组件106输出。
[0026]具体实施方式中，所述反射端组件104可以仅包括第一平凹反射镜，也可以采用第一平凹反射镜+第一凸透镜、第一平凹反射镜+第一凹透镜以及第一平面反射镜+第二凸透镜等各种组合方式，其主要作用为实现高的反射率，使得反射率高于99.9％，同时对光束进行汇聚。反射端组件104中的反射镜镀高反膜，具体可以为第一平凹反射镜镀高反膜或者第一平面反射镜镀反射膜，具体采用输出波段的高反膜；反射端组件104中的透镜镀增透膜，具体可以为第一凸透镜、第二凸透镜或者第一凹透镜镀增透膜，具体采用输出波段的增透膜。输出波段是指增益芯片103具体所采用的不同材料体系分别所对应的输出波段，即益芯片103采用不同材料体系时，输出波段不同。
[0027]所述输出端组件106可以采用回复反射镜结构，具体可以直接采用45
°
反射镜，即为一种直角型反射镜，也可以采用第五凸透镜+第二平面反射镜、第五凸透镜+第二平凹反射镜等组合方式，其主要作用是将外腔内的光束反射回所述增益芯片103，为实现腔内光束的稳定振荡提供高的反射率，但其反射率低于反射端组件104的反射率，反射率可在95％～98.5％的范围，约为97.5％，具体与激光输出阈值和峰值输出功率有关；输出端组件106还用于与透镜组件1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离轴半导体激光器，其特征在于，所述离轴半导体激光器包括散热水冷底座、水冷散热器、铜热沉、增益芯片、泵浦系统、反射端组件、输出端组件、透镜组件以及外腔；所述外腔由反射端组件、增益芯片以及输出端组件所形成；所述透镜组件设置于所述外腔内；所述增益芯片连接在所述铜热沉上，所述铜热沉安装在所述散热水冷底座上，所述散热水冷底座连接所述水冷散热器；所述水冷散热器用于控制所述增益芯片工作时的温度；所述泵浦系统泵浦所述增益芯片产生增益，产生增益后的光束经过所述反射端组件反射，汇聚到所述增益芯片，再经过所述增益芯片中的分布式布拉格反射镜反射，反射后的光束通过所述透镜组件汇聚，到达所述输出端组件，实现在所述外腔内的腔内振荡，并通过所述输出端组件输出。2.如权利要求1所述的离轴半导体激光器，其特征在于，所述外腔为单V型、双V型或W型。3.如权利要求1所述的离轴半导体激光器，其特征在于，所述增益芯片采用I...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建伟，张卓，周寅利，宁永强，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：