具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述地实施例是本发明一部分实施例，而不是全部地实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

实施例一：

本实施例提供了一种具备双层光路的半导体激光器。请参阅图1-图5，图1和图3均为本发明实施例中一种具备双层光路的半导体激光器的结构图，图2为壳体的外观图，图4是该激光器内部的俯视图，图5是该激光器内部的仰视图；本发明实施例提出的激光器包括第一发光模块1、第二发光模块2、合束装置3、聚焦组件4、输出光纤5和壳体6；

参见图2，所述壳体6包括上下相对设置的上壳体61和下壳体62；所述第一发光模块1和所述第二发光模块2分别设置于所述上壳体61和所述下壳体62中，合束装置3竖直设置在上壳体61和下壳体62之间，并位于第一发光模块1和第二发光模块2的共同出光方向上，用于对第一发光模块1发射的第一光束L1和第二发光模块2发射的第二光束L2在上下方向上进行合束；聚焦组件4设置在合束装置3的出光方向上，用于对合束后的光束L3进行聚焦，并耦合输出至输出光纤5中。

参见图1、图4、图5，所述第一发光模块1包括多个呈阶梯状排列的第一发光单元11，每个所述第一发光单元11均包括第一激光芯片111；所述第二发光模块2包括多个呈阶梯状排列的第二发光单元21，每个所述第二发光单元21均包括第二激光芯片211；所述第一激光芯片111贴设在所述上壳体61内表面，且所述第一激光芯片111的出光方向平行于所述上壳体61内表面，所述第二激光芯片211贴设在所述下壳体62内表面，且所述第二激光芯片211的出光方向平行于所述下壳体62内表面，上壳体61和下壳体62盖合后，第一激光芯片111和第二激光芯片211上下相对设置，第一激光芯片111的激光出射方向与第二激光芯片211的激光出射方向相同，并上下平行，使得第一激光芯片111和第二激光芯片211产生的激光相互之间不会产生干扰。

所述合束装置3包括上下相对设置的上反射镜35和偏振合束器36；所述上反射镜35贴设在所述上壳体61中，且设置在所述第一发光模块1的出光方向上，用于将所述第一发光模块1发射的第一光束L1垂直向下反射至所述偏振合束器36；所述偏振合束器36贴设在所述下壳体62中，且设置在所述上反射镜35和所述第二发光模块2的共同出光方向上，用于接收所述第二发光模块2发射的第二光束L2，并将所述第一光束L1和所述第二光束L2在上下方向上进行合束。

参见图6，所述偏振合束器36由相对设置的两个三棱镜胶接固定而成，包括第一入光面361、第二入光面362、合束面363、出光面364和半波片365；其中，第一入光面361和出光面364相互垂直，且位于同一三棱镜，第二入光面362与出光面364相互平行，合束面363位于两个三棱镜的胶接处，半波片365贴设在所述第二入光面362上；所述合束面363上镀设有透射P偏振光、反射S偏振光的膜层。

参见图7，图7为本实施例的光路图；所述第一发光模块1的出光方向与所述上反射镜35之间呈45°夹角，所述合束面363与所述上反射镜35相互平行设置。在本实施例中，所述第一光束L1和所述第二光束L2均为S偏振光，所述第一光束L1以45°入射角进入所述上反射镜35，经所述上反射镜35反射后通过所述第一入光面361进入所述合束面363，所述第二光束L2的偏振状态被所述半波片365旋转90°而转换为P偏振光，转换为P偏振光后的第二光束L2经所述第二入光面362进入所述合束面363，所述合束面363反射第一光束L1、透射第二光束L2，以对所述第一光束L1和所述第二光束L2进行合束，合束后的光束L3经所述出光面364输出至所述聚焦组件4。

所述聚焦组件4包括快轴聚焦透镜41和慢轴聚焦透镜42，所述快轴聚焦透镜41设置在所述偏振合束器36的出光方向上，用于在快轴方向上对合束后的光束L3进行聚焦，所述慢轴聚焦透镜42设置在所述快轴聚焦透镜41的出光方向上，用于在慢轴方向上对合束后的光束L3进行聚焦，并耦合输出至所述输出光纤5中。

参见图4、图5，所述第一发光单元11还包括与第一激光芯片111对应的第一快轴准直镜112、第一慢轴准直镜113和第一反射镜114；所述第一快轴准直镜112设置在所述第一激光芯片111的出光方向上，所述第一慢轴准直镜113设置在所述第一快轴准直镜112的出光方向上，所述第一反射镜114设置在所述第一慢轴准直镜113的出光方向上；第一激光芯片111发射的激光依次经过第一快轴准直镜112、第一慢轴准直镜113和第一反射镜114后转化为平行激光束，多个所述第一发光单元11输出的平行激光束组成所述第一光束L1射入所述上反射镜35。所述第二发光单元21还包括与第二激光芯片211对应的第二快轴准直镜212、第二慢轴准直镜213和第二反射镜214；所述第二快轴准直镜212设置在所述第二激光芯片211的出光方向上，所述第二慢轴准直镜213设置在所述第二快轴准直镜212的出光方向上，所述第二反射镜214设置在所述第二慢轴准直镜213的出光方向上；所述第二激光芯片211发射的激光依次经过第二快轴准直镜212、第二慢轴准直镜213和第二反射镜214后转化为平行激光束，多个所述第二发光单元21输出的平行激光束组成所述第二光束L2射入所述偏振合束器36。

本发明实施例中，上壳体61和下壳体62之间通过螺丝、耐高温胶水等方式固定在一起而组成一个密封壳体6；所述第一发光模块1、第二发光模块2、合束装置3、聚焦组件4均封装于壳体6内部，所述下壳体62的相应位置开设有光纤安装孔，所述输出光纤5插设在所述光纤安装孔中。

参见图8，上壳体61和下壳体62中均设置有阶梯状热沉，所述阶梯状热沉包括多个台阶面，上壳体61中的阶梯状热沉的每一台阶面上设置有一个第一发光单元11对应的第一激光芯片111、第一快轴准直镜112、第一慢轴准直镜113和第一反射镜114；下壳体62中的阶梯状热沉的每一台阶面上设置有一个第二发光单元21对应的第二激光芯片211、第二快轴准直镜212、第二慢轴准直镜213和第二反射镜214。

所述阶梯状热沉的各台阶面高度依次呈等差数列设置，上壳体61中的阶梯状热沉中，距离所述上反射镜35越近的台阶面的高度越低，距离所述上反射镜35越远的台阶面的高度越高，使得各第一发光单元11所在光路输出的光斑相互之间不会叠加在一起，都能够进入所述上反射镜35；下壳体62中的阶梯状热沉中，距离所述偏振合束器36的第二入光面362越近的台阶面的高度越低，距离所述偏振合束器36的第二入光面362越远的台阶面的高度越高，使得各第二发光单元21所在光路输出的光斑相互之间不会叠加在一起，都能够进入所述偏振合束器 36。

激光器工作时，各第一发光单元11输出的平行激光束组成第一光束L1，所述第一光束L1经上反射镜35反射后进入偏振合束器36，各第二发光单元21输出的平行激光束组成第二光束L2，所述第二光束L2直接进入所述偏振合束器36，所述第一光束L1和所述第二光束L2在所述偏振合束器36的合束面 363处进行合束，合束后的光束L3经出光面364输出至快轴聚焦透镜41，快轴聚焦透镜41对合束后的光束L3进行快轴聚焦后输出至慢轴聚焦透镜42，慢轴聚焦透镜42对合束后的光束L3进行慢轴聚焦后耦合输出至输出光纤5中。

实施例二：

参见图9、图10，图9为本实施例中一种具备双层光路的半导体激光器的结构图，图10为本实施例中激光器切除部分壳体后的侧视图；本实施例中，所述合束装置3为一个竖直设置的棱镜，所述棱镜的上部与上壳体61固定连接，下部与下壳体62固定连接。参见图11，所述棱镜包括上端面31、下端面32、入光面33和第一出光面34；上端面31和下端面32分别为棱镜的上下两个端面，入光面33和第一出光面34分别为棱镜的前后两个端面（靠近聚焦组件4的端面为后端面，靠近第二发光模块2的端面为前端面）；所述入光面33和所述出光面34相互平行，所述第一发光模块1的出光方向垂直于所述入光面33，所述第二发光模块2的出光方向与所述下端面32之间夹角为45°，所述入光面33与所述上端面31之间夹角为45°；所述上端面31的外表面贴设有反射第一光束L1的膜层而组成一个反射面，所述下端面32的外表面贴设有反射第一光束L1透射第二光束L2的膜层而组成一个合束面；所述入光面上贴设有半波片35，所述反射面位于所述第一发光模块1的出光方向上，所述合束面位于所述第二发光模块2的出光方向上。

具体地，在本实施例中，所述上端面31的外表面镀设有反射膜层，所述下端面32的外表面镀设有反射P偏振光、透射S偏振光的膜层，所述第一光束L1和所述第二光束L2均为S偏振光，第一光束L1的偏振方向被所述半波片35旋转90°后，经入光面33进入棱镜，经上端面31反射至下端面32，第二光束L2透过所述下端面32与所述第一光束L1进行合束，合束后的光束L3经所述第一出光面34输出至所述聚焦组件4。

在本实施例中，上壳体61和下壳体62中的阶梯状热沉中，距离所述棱镜越近的台阶面的高度越低，距离所述棱镜越远的台阶面的高度越高，使得各第一发光单元11和各第二发光单元21所在光路输出的光斑相互之间不会叠加在一起，都能够进入所述棱镜。

激光器工作时，各第一发光单元11输出的平行激光束组成第一光束L1，所述第一光束L1垂直于所述入光面33进入棱镜的上端面31，棱镜的上端面31反射第一光束L1至下端面32，各第二发光单元21输出的平行激光束组成第二光束L2，所述下端面32反射第一光束L1、透射第二光束L2，以对所述第一光束L1和所述第二光束L2进行合束，合束后的光束L3经第一出光面34输出至快轴聚焦透镜41，快轴聚焦透镜41对合束后的光束L3进行快轴聚焦后输出至慢轴聚焦透镜42，慢轴聚焦透镜42对合束后的光束L3进行慢轴聚焦后耦合输出至输出光纤中。

本实施例中未述及部分均与实施例一相同，本实施例中不再赘述。

需要说明的是：实施例一及实施例二中的光路图均为简略的光路示意图，仅供理解技术方案，并非实际光束的形状；上述两个实施例中，第一光束和第二光束的偏振状态、棱镜下端面和偏振合束器合束面上镀设的膜层的类型可根据实际需求进行调整，不需要局限于上述两个实施例。例如，在实施例一中，偏振合束器36的合束面363上可镀设透射S偏振光、反射P偏振光的膜层，第一光束L1和第二光束L2均为P偏振光。在实施例二中，棱镜的下端面32的外表面可镀设反射S偏振光、透射P偏振光的膜层，第一光束为S偏振光，第二光束为P偏振光，同样可以达到本申请的目的。

本发明的有益效果是：本申请提出的技术方案将两排激光芯片上下相对设置，相对于传统的将两排激光芯片均设置于激光器壳体底面的技术方案，本申请能更有效的利用壳体上部的空间，通过合束装置将上下两排激光芯片产生的光斑进行合束，在保证激光器高功率输出的同时能有效减小激光器的整体尺寸，也可避免两排激光芯片产生的激光之间的相互干扰。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制：尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。