專利名稱：用于半導(dǎo)體激光器的準直器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種半導(dǎo)體激光器用準直器。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體激光二極管(LD)由于具有體積小、重量輕、壽命長、電光轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點，被廣泛地應(yīng)用在民用和軍用各領(lǐng)域，如醫(yī)療、印刷、激光測距、激光制導(dǎo)、材料處理和加工等各個方面，特別是LD抽運的固體激光器(DPL)和光纖激光器已經(jīng)成為重點的發(fā)展方向，得到了廣泛的重視和研究。但是，高功率半導(dǎo)體激光發(fā)出的是各向異性發(fā)散的橢圓像散光束，在快軸方向發(fā)散角半角(文中用發(fā)散角代替發(fā)散角半角)達到30° 40°時，盡管慢軸發(fā)散角較快軸小 (一般5° 10° )，但其發(fā)光區(qū)尺寸較大IOOym 200μπι，難以直接與光纖耦合，也難以將其直接用于抽運固體激光器。為此，已有多種方法被用于改善半導(dǎo)體激光器的光束質(zhì)量， 而采用光學(xué)元件準直是半導(dǎo)體激光器光束整形的基礎(chǔ)。目前大都采用圓柱透鏡對半導(dǎo)體激光器光束進行準直，但由于入射光束發(fā)散角較大，不能滿足近軸條件，圓柱透鏡又存在球差，必然影響到出射光束的準直效果。理想情況下在將快軸方向光源近似為點光源，且令快軸光束發(fā)散角為30°時，圓柱透鏡對快軸光束準直后發(fā)散角半角為1.3° (約為22mrad)；而慢軸光束寬度大，不能視為點光源，用圓柱透鏡對慢軸方向光束準直效果更差，通常情況下經(jīng)過準直后慢軸發(fā)散角 2 3°左右；也有使用非球面透鏡對快軸進行準直，準直效果較好，準直后角度可以小于 5mrad,但該透鏡無法同時對慢軸的準直。目前設(shè)計的光學(xué)準直透鏡的主要思路是對半導(dǎo)體激光器快慢軸分開準直，通常情況下快慢軸光束準直采用兩種不同透鏡，快軸采用非球面準直透鏡，慢軸采用圓柱透鏡。這兩種透鏡構(gòu)成光束準直透鏡組，這樣使得半導(dǎo)體激光器準直系統(tǒng)的體積大，光學(xué)元件的固定難度，從而也增大了半導(dǎo)體激光器整形后的體積。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供一種用于半導(dǎo)體激光器的準直器及其制備方法，主要解決了現(xiàn)有技術(shù)無法同時對激光器快軸和慢軸進行準直、準直元件體積大和準直效果不理想等問題。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案解決的該用于半導(dǎo)體激光器的準直器為非對稱雙曲面-平面結(jié)構(gòu)；非對稱雙曲面為準直透鏡的入射面，非對稱曲面在快軸和慢軸方向可分解為曲率不同，離心率相同的兩個雙曲面柱面，其中e = η，η為相對折射率；設(shè)準直透鏡快軸和慢軸方向的焦距分別為&和&，透鏡快軸和慢軸對應(yīng)的雙曲面柱面的長半軸和短半軸均由fx和fy決定，設(shè)\和bx分別表示快軸雙曲面柱面的長半軸和短半軸，ay和by分別表示慢軸雙曲面柱面長半軸和短半軸，應(yīng)滿足[0011]
權(quán)利要求1.一種用于半導(dǎo)體激光器的準直器，其特征在于所述的準直器是非對稱雙曲面-平面結(jié)構(gòu)；所述的非對稱雙曲面為準直透鏡的入射面，所述非對稱曲面在快軸和慢軸方向可分解為曲率不同，離心率相同的兩個雙曲面柱面，其中e = η，η為相對折射率；設(shè)準直透鏡快軸和慢軸方向的焦距分別為fx和fy，透鏡快軸和慢軸對應(yīng)的雙曲面柱面的長半軸和短半軸均由fx和fy決定，設(shè)\和bx分別表示快軸雙曲面柱面的長半軸和短半軸，ay和by分別表示慢軸雙曲面柱面長半軸和短半軸，應(yīng)滿足
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于半導(dǎo)體激光器的準直器，其特征在于所述準直器的入射面是由快軸和慢軸方向曲率不同的雙曲面柱面組成非對稱雙曲面，出射面和其余面為平
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于半導(dǎo)體激光器的準直器，其特征在于所述準直器的材質(zhì)為石英玻璃或者K9玻璃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的用于半導(dǎo)體激光器的準直器，其特征在于所述準直器的入射面和出射面鍍有增透膜。
專利摘要本實用新型提供一種用于半導(dǎo)體激光器的準直器，主要解決了現(xiàn)有技術(shù)無法同時對激光器快軸和慢軸進行準直、準直元件體積大和準直效果不理想等問題。該用于半導(dǎo)體激光器的準直器為非對稱雙曲面-平面結(jié)構(gòu)；非對稱雙曲面為準直透鏡的入射面，非對稱曲面在快軸和慢軸方向可分解為曲率不同，離心率相同的兩個雙曲面柱面，其中e＝n，n為相對折射率；該用于半導(dǎo)體激光器的準直器可同時實現(xiàn)對快軸和慢軸光束準直，減小激光光學(xué)準直系統(tǒng)的體積，從而減小半導(dǎo)體激光器整形及耦合的系統(tǒng)尺寸，準直效果好，光束在用于光纖耦合時耦合效率高，且容易實現(xiàn)高亮度的耦合。
文檔編號G02B27/30GK202133824SQ201120107450
公開日2012年2月1日 申請日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月14日
發(fā)明者劉興勝, 張普, 李小寧, 熊玲玲, 王敏, 王曉飚 申請人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機械研究所