阅读说明：本技术 一种激光器 (Laser device ) 是由 周少丰 刘鹏 李日豪 于 2019-09-18 设计创作，主要内容包括：本发明实施例涉及光纤技术领域,特别涉及一种激光器。该激光器包括：基板,设置有第一阶梯部和第二阶梯部,并且分别设置有多个第一台阶和多个第二台阶；多个第一光芯,设置于第一台阶上；多个第一反射镜,设置于第一台阶上,用于接收并且反射位于同一第一台阶上第一光芯所输出的光束；多个第二光芯,设置于第二台阶上；多个第二反射镜,设置于第二台阶上,用于接收并且反射位于同一第二台阶上第二光芯所输出的光束；第三反射镜,位于第一阶梯部和第二阶梯部之间,用于接收并且反射多个第一反射镜所输出的光束；合束器,位于第一阶梯部和第二阶梯部之间,用于对光束进行合束处理。通过上述方式,本发明实施例能够实现激光器功率的增加。(The embodiment of the invention relates to the technical field of optical fibers, in particular to a laser. The laser includes: a substrate provided with a first step portion and a second step portion, and respectively provided with a plurality of first steps and a plurality of second steps; a plurality of first optical cores arranged on the first steps; the first reflectors are arranged on the first steps and used for receiving and reflecting the light beams output by the first optical cores on the same first steps; a plurality of second optical cores arranged on the second steps; the second reflectors are arranged on the second steps and used for receiving and reflecting the light beams output by the second optical cores on the same second steps; a third mirror positioned between the first step portion and the second step portion for receiving and reflecting the light beams output from the plurality of first mirrors; and the beam combiner is positioned between the first step part and the second step part and is used for combining the light beams. Through the mode, the embodiment of the invention can realize the increase of the power of the laser.)

一种激光器

技术领域

本发明实施例涉及光纤技术领域，特别是涉及一种激光器。

背景技术

随着光光纤激光器的发展，人们对光纤耦合半导体激光器的功率要求越来越高。想要获得更高功率的半导体激光器，一是提高单芯片功率；二是增加光纤激光器中芯片的数量。在芯片没更新换代前，单芯片功率存在功率上限，所以增加芯片数量是提高光耦合半导体激光器功率的有效方法。

发明内容

本发明实施例主要解决的技术问题是提供一种激光器，能够实现激光器功率增加。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种激光器，其特征在于，包括：基板，设置有第一阶梯部和第二阶梯部，所述第一阶梯部设置有多个第一台阶，所述第二阶梯部设置有多个第二台阶；多个第一光芯，一所述第一光芯设置于一所述第一台阶上；多个第一反射镜，一所述第一反射镜设置于一所述第一台阶上，并且一所述第一反射镜用于接收并且反射与其位于同一第一台阶上的第一光芯所输出的光束，多个第二光芯，一所述第二光芯设置于一所述第二台阶上；多个第二反射镜，一所述第二反射镜设置于一所述第二台阶上，并且一所述第二反射镜用于接收并且反射与其位于同一第二台阶上的第二光芯所输出的光束；第三反射镜，设置于所述基板，并且位于所述第一阶梯部和第二阶梯部之间，所述第三反射镜用于接收并且反射所述多个第一反射镜所输出的光束；合束器，设置于所述基板，并且位于所述第一阶梯部和第二阶梯部之间，所述合束器用于对所述第三反射镜和所述多个第一反射镜所输出的光束进行合束处理。

可选的，所述的激光器还包括光纤，所述光纤的一端固定于所述基板上，并且所述光纤的一端的端部与所述合束器对应，用于接收合束器所输出的光束。

可选的，所述激光器还包括多个第一准直单元；

一所述第一准直单元设置于一所述第一台阶，一所述第一准直单元用于对处于同一第一台阶的所述第一光芯输出的光进行准直处理之后输入处于同一第一台阶的第一反射镜。

可选的，所述第一准直单元包括第一快轴准直透镜和第一慢轴准直透镜；所述第一快轴准直透镜靠近所述第一光芯设置，所述第一慢轴准直透镜靠近所述第一反射镜设置。

可选的，所述激光器还包括多个第二准直单元；一所述第二准直单元设置于一所述第二台阶，一所述第二准直单元用于对处于同一第二台阶的所述第二光芯输出的光进行准直处理之后输入处于同一第二台阶的第二反射镜。

可选的，所述第二准直单元包括第二快轴准直透镜和第二慢轴准直透镜；所述第二快轴准直透镜靠近所述第二光芯设置，所述第二慢轴准直透镜靠近所述第二反射镜设置。

可选的，所述激光器还包括聚焦透镜；所述聚焦透镜设置于基板，并且所述聚焦透镜位于所述合束器与所述光纤之间，所述聚焦透镜用于对合束器输出的光束进行聚焦之后输入光纤。

可选的，所述聚焦透镜和第一阶梯部位于所述合束器的一侧，所述第二阶梯部位于所述合束器的另一侧。

可选的，所述第一阶梯部和第二阶梯部的高度相同。

可选的，所述第一光芯和第二光芯均为半导体激光芯片。

本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例由于多个第一光芯位于第一阶梯部的多个第一台阶上，第二光芯位于第二阶梯部的多个第二台阶，当位于第一阶梯部上多个第一台阶上的多个第一光芯发射的光线经过所述第一反射镜和第二反射镜与第二阶梯部上经由第二反射镜反射出来的由多个第二台阶上的多个第二光芯发射的光在合束器处合束，将得到数量更多的光束，由于采用芯片对称阶梯式排列的方法增加芯片的数量来提高激光器的总体功率，从而实现在激光器体积变动不大的前提下使激光器具备更大的功率。

附图说明

图1是本发明激光器实施例的俯视图；

图2是本发明激光器实施的前视图；

图3是本发明激光器实施例的光线对比示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1和图2，一种激光器1，包括基板10、多个第一光芯20、多个第一反射镜40、多个第一反射镜40、多个第二光芯30，多个第二反射镜50、第三反射镜60和合束器70。多个第一光芯20所输出所输出的光束经过多个第一反射镜40反射之后进入合束器70，多个第二光芯30所输出的光束经过多个第二反射镜50反射，再由第三反射镜60反射之后进入合束器70，由合束器70进行合束。

对于上述基板10，如图1所示，所述基板10设置有第一阶梯部101和第二阶梯部102，所述第一阶梯部101设置有多个第一台阶1011，多个第一台阶1011凸出于基板10，并且逐级依次设置。所述第二阶梯部102设置有多个第二台阶1021，多个第二台阶1021凸出于基板10，并且逐级依次设置。

对于上述多个第一光芯20，所述多个第一光芯20分别设置于所述多个第一台阶1011上，并且一个第一光芯20位于一个第一台阶1011上。在一些实施例中，第一光芯20可以为半导体激光芯片，所述半导体激光芯片产生的光线具有更高的能量，光线质量也相对更高。

对于上述多个第一反射镜40，所述多个第一反射镜40设置于所述第一台阶1011上，一个第一台阶1011设置有一个第一反射镜40，并且所述多个第一光芯20与所述多个第一反射镜40一一对应。一个第一光芯20所输出的光束经过与其对应的第一反射镜40反射进入合束，由于第一光芯20呈阶梯设置，因此，多个第一光芯20叠加形成合束。

对于上述多个第二光芯30，所述多个第二光芯30设置于所述第二台阶1021上，并且一个第二光芯30位于一个第二台阶1021上。在一些实施例中，第二光芯30可以为半导体激光芯片，所述半导体激光芯片产生的光线具有更高的能量，光线质量也相对更高。

对于上述多个第二反射镜50，所述多个第二反射镜50设置于所述第二台阶1021上，并且所述多个第二光芯30与所述多个第二反射镜50一一对应。一个第二光芯30所输出的光束经过与其对应的第二反射镜50反射，由于第二光芯30呈阶梯设置，因此，多个第二光芯30叠加形成合束。

对于上述第三反射镜60和合束器70，所述第三反射镜60和合束器70均设置于所述基板10，第三反射镜60还位于所述第一阶梯部101和所述第二阶梯部102之间。当光线从所述多个第一光芯20和所述多个第二光芯30射出后经过与之对应的所述多个第一反射镜40与所述多个第二反射镜50，然后经由所述第三反射镜60反射到所述合束器70进行光线合束处理

通过设置第一阶梯部101和第二阶梯部102，然后分别在第一阶梯部101和第二阶梯部102分别设置第一芯片20和第二芯片30，再通过第一反射镜50和第二反射镜60进行反射，最后通过合束器70进行合束，实现了在具备相同数量的光芯条件下，降低了激光器整体的高度。此外，光线竖直方向尺寸h2仅为单列结构竖直方向尺寸h1的一半，进而缩小了光线的NA值，提高了光线的质量。

在一些实施例中，所述第一阶梯部101和所述第二阶梯部102的高度相同。所述第一阶梯部101的多个第一台阶1011和所述第二阶梯部的多个第二台阶1021高度一一对应，当所述位于所述第一阶梯部101多个第一台阶1011上的第一光芯20所发出的光与高度相对应位于所述第二阶梯部102多个第二台阶1021上第二光芯30所发出的光可以一一对应，并且在所述合束器70合束后将得到光功率更大的光束。

在一些实施例中，所述合束器70还包括半波片701，所述半波片701设置于所述合束器70近所述第三反射镜60一端。所述半波片701对由所述第三反射镜60反射过来的光束进行偏振筛选，从而改变光束的偏振方向。由此，从所述第一光芯20发射出来的光束在经过所述第一反射镜40和所述第三反射镜60以及所述半波片701后到达所述合束器70，从所述第二光芯30发射出来的光束在经过所述第二反射镜50后到达所述合束器，至此分别由所述第一光芯20与第二光芯30所发出的光束在所述合束器70进行合束处理，由于所述半波片701对光束的偏振处理，使得经过所述合束器70合束后的光束质量更好。

在一些实施例中，所述激光器1还包括光纤80，所述光纤80的一端固定在所述基板10上，并且所述光纤80的一端的端部与所述合束器70对应，所述光纤80用于接收从所述合束器70出来的光束。

在一些实施例中，所述激光器1还包括多个第一准直单元201，所述多个第一准直单元201分别设置于所述第一台阶1011的各个阶梯上并且与位于该阶梯上的所述第一光芯20对应。所述第一光芯20输出的光在经过所述第一准直单元201变为平行光，经由所述第一反射镜40反射后进入所述合束器70，由于所述第一光芯20与所述第二光芯30分排布置，由此从所述第一光芯20发射的光束在经过所述第一反射镜40与所述第三反射镜后进入合束器70的光束高度降低，进而缩小了光束的NA值，提高了光束的质量。

具体的，所述第一准直单元201还包括第一快轴准直透镜2011和第一慢轴准直透镜2012。所述第一快轴准直透镜2011设置于靠近所述第一光芯20一侧，所述第一慢轴准直透镜2012设置于靠近所述第二反射镜40一侧。当光线从所述第一光芯20射出后经过所述第一快轴准直透镜2011进行初步准直，使光线尽可能多的到达所述第一慢轴准直透镜2012，所述第一慢轴准直透镜2012将光线准直为互相平行的光，由此可使从所述第一慢轴准直透镜2012出来的平行光更多，从而使经过所述第一反射镜40与第三反射镜60后经由所述合束器70合束后的光束质量更高。

在一些实施例中，所述激光器1还包括多个第二准直单元202，所述多个第二准直单元202分别设置于所述第二台阶1021的各个阶梯上并且与位于该阶梯上的所述第二光芯30对应。由此所述第二光芯30输出的光在经过所述第二准直单元202变为平行光，经由所述第二反射镜50和所述合束器70，由于所述第一光芯20与所述第二光芯30分排布置，由此从所述第二光芯发射的光束经由所述第二反射镜40进入合束器70的光束高度降低，进而缩小了光束的NA值，提高了光束的质量。

具体的，所述第二准直单元202包括第二快轴准直透镜2021和第二慢轴准直透镜2022所述第二快轴准直透镜2021设置于靠近所述第二光芯30一侧，所述第二慢轴准直透镜2022设置于靠近所述第二反射镜50一侧。当光线从所述第二光芯30射出后经过所述第二快轴准直透镜2021进行初步准直，使光线尽可能多的到达所述第二慢轴准直透镜2022，所述第二慢轴准直透镜2022将光线准直为互相平行的光，由此可使从所述第二慢轴准直透镜2022出来的平行光更多，从而使经过所述第二反射镜50与第三反射镜60后经由所述合束器70合束后的光束质量更高。

在一些实施例中，所述激光器1还包括聚焦透镜90，所述聚焦透镜90设置于所述基板10，并且所述聚焦透镜90位于所述合束器与所述光纤80之间。所述聚焦透镜90将从所述合束器70出来的光束进行聚焦后输入所述光纤80。

在一些实施例中，所述聚焦透镜90位于第一阶梯部101的一侧，所述聚焦透镜90和所述第一阶梯部101均位于所述合束器70的同一侧。

在一些实施例中，激光器还包括第一散热组件(图未示)、第二散热组件(图未示)、第一热沉(图未示)和第二热沉(图未示)。

第一散热组件包括设置于第一阶梯部的侧壁的第一散热片和自所述第一散热片延伸得到的多个第一导热部，一第一导热部延伸至一第一台阶上，一第一芯片设置于一第一导热部上。在第一芯片在工作时，第一芯片的热量通过第一导热部传输对第一散热片上，由于第一散热片进行散热。在一些实施例中，第一散热片呈贴合于第一阶梯部的侧壁设置，并且第一散热片的形状与尺寸与第一阶梯部的侧壁相匹配。

第二散热组件包括设置于第二阶梯部的侧壁的第二散热片和自所述第一散热片延伸得到的多个第二导热部，一第二导热部延伸至一第一台阶上，一第二芯片设置于一第二导热部上。在第二芯片在工作时，第二芯片的热量通过第二导热部传输对第二散热片上，由于第二散热片进行散热。在一些实施例中，第二散热片呈贴合于第二阶梯部的侧壁设置，并且第二散热片的形状与尺寸与第二阶梯部的侧壁相匹配。

在一些实施例中，激光器还包括壳体(图未示)和风机。基板、第一芯片、第二芯片、聚焦透镜、合束器、第一准直单元和第二准直单元均位于壳体内。壳体设置进风口(图未示)和出风口(图未示)，风机设置于进风口或者出风口处，在风机的作用下，外界的风可以从进风口进入壳体，再从出风口离开壳体，实现外界的风和壳体内部的风进行交换，而壳体在进风口或者出风口之间形成传输风的风道。第一散热组件还包括自第一散热片延伸得到的多个第一翼片，多个第一翼片层叠设置，并且相邻两个第一翼片之间预留有第一间隙，多个第一翼片位于上述风道上，第一芯片的热量通过第一导热部和第一散热部传输至多个第一翼片上，第一翼片上的热量可通过风道上的风带走，并且传送至外界空间，有利于提高对第一芯片进行散热的散热效果。同样的，第二散热组件还包括自第二散热片延伸得到的多个第二翼片，多个第二翼片层叠设置，并且相邻两个第二翼片之间预留有第二间隙，多个第二翼片位于上述风道上，第二芯片的热量通过第二导热部和第二散热部传输至多个第二翼片上，第二翼片上的热量可通过风道上的风带走，并且传送至外界空间，有利于提高对第二芯片进行散热的散热效果。

在本发明实施例中，由于所述多个第一光芯位于所述第一阶梯部的多个第一台阶上，所述第二光芯位于所述第二阶梯部的多个第二台阶，当位于所述第一阶梯部上多个第一台阶上的多个第一光芯发射的光线经过所述第一反射镜和第二反射镜与所述第二阶梯部上经由第二反射镜反射出来的由多个第二台阶上的多个第二光芯发射的光在合束器处合束，将得到数量更多的光束，由于采用芯片对称阶梯式排列的方法增加芯片的数量来提高激光器的总体功率，从而实现在激光器体积变动不大的前提下使激光器具备更大的功率。

需要说明的是，本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施例，但是，本发明可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本发明内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。