專利名稱：一種半導體激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于半導體激光器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半導體激光器。
背景技術(shù)：
激光二極管的誕生使得激光器模組的尺寸發(fā)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(lǐng)域。例如生物醫(yī)療領(lǐng)域、芯片檢測領(lǐng)域中，這些領(lǐng)域都要求激光器輸出高穩(wěn)定性，高質(zhì)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。美國實用新型專利 “Optically pumped semiconductor laser pumped optical parametricoscillator" (US 7447245)中描述了利用激光二極管泵浦半導體芯片來激發(fā)受激輻射，這種結(jié)構(gòu)的激光模組可以輸出達到衍射極限的光束質(zhì)量，但是這種結(jié)構(gòu)的激光模組尺寸上沒有優(yōu)勢，而且成本比較高。美國實用新型專利“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(zhì)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(chǎn)生錯誤信號，但是這種方式?jīng)]有利用激光二極管本身的優(yōu)勢，即利用激光二極管快慢軸發(fā)散角的差別直接產(chǎn)生適用于流失細胞儀的光斑，而且這種光路結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的光斑對系統(tǒng)的穩(wěn)定性比較靈敏，因為這種結(jié)構(gòu)的光路產(chǎn)生的不是準直光束，因此光路中透鏡位置的穩(wěn)定性會對最終光斑大小造成很大影響。
實用新型內(nèi)容鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實用新型的目的是提出一種半導體激光器，能夠產(chǎn)生高質(zhì)量和高穩(wěn)定的光束。本實用新型的目的將通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)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(shè)置有一準直透鏡，一偏振片，一分光片和一可調(diào)小孔光欄，所述分光片的反射光路上設(shè)有一光電二極管，所述光電二極管與一信號處理系統(tǒng)信號連接，所述信號處理系統(tǒng)與所述激光二極管信號連接。優(yōu)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(shè)有一光束整形器。優(yōu)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(yōu)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。本實用新型的半導體激光器能產(chǎn)生高質(zhì)量和高穩(wěn)定的光束輸出，結(jié)構(gòu)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I)利用激光二極管快慢軸發(fā)散角的差別，根據(jù)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(jié)構(gòu)原因，其快軸光束質(zhì)量不是很好的高斯形狀，而且快軸方向的發(fā)散角比較大，會產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，導致半導體激光器輸出光束質(zhì)量比較差，因此采用可調(diào)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(xiàn)象，從而產(chǎn)生高質(zhì)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(qū)動電流等因素造成的激光輸出的不穩(wěn)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(zhuǎn)為電信號輸入信號處理系統(tǒng)，信號處理系統(tǒng)根據(jù)輸入的電信號與系統(tǒng)設(shè)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(wěn)定性，從而產(chǎn)生高穩(wěn)定的光束；3)根據(jù)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(jié)合實施例附圖，對本實用新型的具體實施方式
作進一步的詳述，以使本實用新型技術(shù)方案更易于理解、掌握。

圖1是本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)中用平凸透鏡聚焦的光譜圖；圖4是現(xiàn)有技術(shù)中用平凸透鏡聚焦的光束質(zhì)量圖；圖5是本實用新型實施例2中用可調(diào)小孔光欄不對稱切趾的光譜圖；圖6是本實用新型實施例2中用可調(diào)小孔光欄不對稱切趾的光束質(zhì)量圖。
具體實施方式
實施例1 :本實施例的一種半導體激光器，如圖1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(shè)置有準直透鏡2,偏振片4,分光片5和可調(diào)小孔光欄6,分光片5的反射光路上設(shè)有光電二極管7，光電二極管7與信號處理系統(tǒng)8信號連接，信號處理系統(tǒng)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(chǎn)生高質(zhì)量和高穩(wěn)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(nèi)部信號由于偏振分量的變化而發(fā)生變化，進而導致信號處理系統(tǒng)很難控制激光輸出的穩(wěn)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(nèi)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(wěn)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(diào)小孔光欄6中進行不對稱切趾，得到高質(zhì)量光束，另一部分反射入光電二極管7 ；步驟四光電二極管7將采集到的光信號轉(zhuǎn)為電信號輸入信號處理系統(tǒng)8，信號處理系統(tǒng)8將輸入的電信號與系統(tǒng)設(shè)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(chǎn)生高穩(wěn)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1，激光二極管I的輸出光路上依次設(shè)置有準直透鏡2，光束整形器3，偏振片4，分光片5和可調(diào)小孔光欄6，分光片5的反射光路上設(shè)有光電二極管7，光電二極管7與信號處理系統(tǒng)8信號連接，信號處理系統(tǒng)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(chǎn)生高質(zhì)量和高穩(wěn)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分量的變化，從而導致進入光電二極管7內(nèi)部信號由于偏振分量的變化而發(fā)生變化，進而導致信號處理系統(tǒng)很難控制激光輸出的穩(wěn)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(nèi)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(wěn)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(diào)小孔光欄6中進行不對稱切趾，得到高質(zhì)量光束，另一部分反射入光電二極管7 ；步驟四光電二極管7將采集到的光信號轉(zhuǎn)為電信號輸入信號處理系統(tǒng)8，信號處理系統(tǒng)8將輸入的電信號與系統(tǒng)設(shè)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(chǎn)`生高穩(wěn)定光束。為了對比本實施例與現(xiàn)有技術(shù)的光束質(zhì)量，以488nm波長激光二極管為例，假設(shè)激光二極管電流設(shè)置在lop。選用非球面準直鏡來準直激光二極管的快軸光束，現(xiàn)有技術(shù)為在激光器模組外選用平凸透鏡聚焦該光束，使其成像點在光束探測器上，如圖3所示，光束兩邊有對稱的光瓣，如圖4所示，光束質(zhì)量M2因子為1. 261，說明該光瓣影響了光束質(zhì)量；本實施例為在激光器模組內(nèi)用可調(diào)小孔光欄不對稱切趾快軸光斑，使其成像點在光束探測器上，如圖5所不,光束比較光滑,光瓣已經(jīng)被消除,如圖6所不,光束質(zhì)量因子M2為1. 123,說明本實施例提高了光束質(zhì)量。本實施例的半導體激光器能產(chǎn)生高質(zhì)量和高穩(wěn)定的光束輸出，結(jié)構(gòu)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I)利用激光二極管I快慢軸發(fā)散角的差別，根據(jù)對光斑大小的要求選擇合適焦距的準直透鏡2準直激光二極管I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I結(jié)構(gòu)原因，其快軸光束質(zhì)量不是很好的高斯形狀，而且快軸方向的發(fā)散角比較大，會產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，導致半導體激光器輸出光束質(zhì)量比較差，因此采用可調(diào)小孔光欄6對快軸光斑進行不對稱切趾，消除和補償激光二極管I的快軸光束的像差和衍射現(xiàn)象，從而產(chǎn)生高質(zhì)量的光束；2)利用偏振片4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(qū)動電流等因素造成的激光輸出的不穩(wěn)定性；另一方面，高偏振比激光通過分光片5反射進入光電二極管7，光電二極管7將光信號轉(zhuǎn)為電信號輸入信號處理系統(tǒng)8，信號處理系統(tǒng)8根據(jù)輸入的電信號與系統(tǒng)設(shè)定值進行比較，控制激光二極管I的輸出功率來形成回路控制，提聞激光輸出的穩(wěn)定性，從而廣生聞穩(wěn)定的光束；3)根據(jù)對慢軸光斑大小的要求可以選擇相應的光束整形器3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。本實用新型尚有多種實施方式，凡采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術(shù)方案，均落在本實用新型的保護范 圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種半導體激光器，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(shè)置有一準直透鏡，一偏振片，一分光片和一可調(diào)小孔光欄，所述分光片的反射光路上設(shè)有一光電二極管，所述光電二極管與一信號處理系統(tǒng)信號連接，所述信號處理系統(tǒng)與所述激光二極管信號連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導體激光器，其特征在于所述準直透鏡和所述偏振片之間的輸出光路上設(shè)有一光束整形器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種半導體激光器，其特征在于所述光束整形器為棱鏡或者柱面鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的任意一種半導體激光器，其特征在于所述準直透鏡為非球面準直透鏡。
專利摘要本實用新型揭示了一種半導體激光器，包括一激光二極管，所述激光二極管的輸出光路上依次設(shè)置有一準直透鏡，一偏振片，一分光片和一可調(diào)小孔光欄，所述分光片的反射光路上設(shè)有一光電二極管，所述光電二極管與一信號處理系統(tǒng)信號連接，所述信號處理系統(tǒng)與所述激光二極管信號連接。本實用新型的半導體激光器能產(chǎn)生高質(zhì)量和高穩(wěn)定的光束輸出，結(jié)構(gòu)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。
文檔編號H01S5/068GK202906196SQ20122058777
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者管海兵, 羅寧一, 季朝華, 姚建波 申請人:維林光電(蘇州)有限公司