一種具有防光反饋作用的高功率半導(dǎo)體激光加工光源系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有防光反饋作用的高功率半導(dǎo)體激光加工光源系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠完全消除激光加工中反饋光沿入射光路反射回激光器中，降低反饋光對半導(dǎo)體激光器輸出性能以及壽命的影響。該高功率半導(dǎo)體激光加工光源系統(tǒng)的所有巴條偏振態(tài)一致，均發(fā)出o光；在半導(dǎo)體激光器疊陣出光方向設(shè)置有雙折射晶體，所述雙折射晶體對o光沿直線透射，對e光進行折射；在雙折射晶體后設(shè)置四分之一波片或者兩個八分之一波片，用以將光的偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)45°；位于半導(dǎo)體激光器疊陣與雙折射晶體之間，在反方向經(jīng)雙折射晶體折射形成的光路上設(shè)置有吸光板。
【專利說明】一種具有防光反饋作用的高功率半導(dǎo)體激光加工光源系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于激光加工【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種半導(dǎo)體激光光源系統(tǒng)，尤其涉及用于激光表面處理的高功率半導(dǎo)體激光光源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]高功率半導(dǎo)體激光器具有體積小、重量輕、效率高、壽命長等優(yōu)點，已廣泛用于激光加工領(lǐng)域。在激光加工過程中，高功率半導(dǎo)體激光器出射的激光在加工件表面加工時，力口工件會對激光進行部分反射，這部分反饋光極易進入高功率半導(dǎo)體激光器中，造成激光器輸出光譜的不穩(wěn)定，輸出功率的抖動等現(xiàn)象，甚至?xí)档桶雽?dǎo)體激光器的使用壽命，為此必須降低或者消除反饋光對半導(dǎo)體激光光源的影響。目前消除反饋光的技術(shù)主要是基于法拉第隔離鏡的原理，然而，該技術(shù)中反饋光消除效果完全取決于檢偏器的消光比，但是檢偏器在應(yīng)用于高功率激光光源中垂直檢偏時，仍然存在透射光，不能達到完全消除的效果。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明提供一種具有防光反饋作用的高功率半導(dǎo)體激光加工光源系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠完全消除激光加工中反饋光沿入射光路反射回激光器中，降低反饋光對半導(dǎo)體激光器輸出性能以及壽命的影響。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]一種具有防光反饋作用的高功率半導(dǎo)體激光加工光源系統(tǒng)，包括半導(dǎo)體激光器疊陣，所述半導(dǎo)體激光器疊陣的所有巴條偏振態(tài)一致，均發(fā)出ο光；在半導(dǎo)體激光器疊陣出光方向設(shè)置有雙折射晶體，所述雙折射晶體對ο光沿直線透射，對e光進行折射；在雙折射晶體后設(shè)置四分之一波片或者兩個八分之一波片，用以將光的偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)45° ;位于半導(dǎo)體激光器疊陣與雙折射晶體之間，在反方向經(jīng)雙折射晶體折射形成的光路上設(shè)置有吸光板。
[0006]基于上述基本方案，本發(fā)明還做如下優(yōu)化限定和改進:
[0007]在所述四分之一波片或者兩個八分之一波片后設(shè)置光束聚焦系統(tǒng)。
[0008]在半導(dǎo)體激光器疊陣出光光路之外還設(shè)置有指示光源，所述指示光源發(fā)出的光肉眼可辨識且與半導(dǎo)體激光器疊陣發(fā)出的光相區(qū)別；對應(yīng)于疊陣中部巴條的位置在半導(dǎo)體激光器疊陣的出光光路上成45度角背向設(shè)置一個反射鏡，指示光源發(fā)出的光垂直于半導(dǎo)體激光器疊陣出光光路，經(jīng)反射鏡反射后與激光平行出射。
[0009]上述指示光源采用紅光光源或綠光光源。
[0010]上述反射鏡可以設(shè)置于半導(dǎo)體激光器疊陣與雙折射晶體之間。
[0011]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0012]1、經(jīng)過兩次四分之一玻片的反饋光與入射光偏振態(tài)垂直，采用雙折射晶體能夠?qū)λ械姆答伖馀c原入射光進行空間上的分離，達到完全消除反饋光入射回半導(dǎo)體激光器中。
[0013]2、本發(fā)明采用的光學(xué)元器件只有雙折射晶體和四分之一玻片，光路簡單，安裝方便。
[0014]3、本發(fā)明選用偏振態(tài)一致的半導(dǎo)體激光器疊陣，加工方便，實現(xiàn)成本低。
[0015]4、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡明，便于安裝操作，只需在疊陣中部巴條對應(yīng)位置處設(shè)置一個尺寸極小的反射鏡，即能夠?qū)崿F(xiàn)激光光斑位置指示，方便激光加工工程中對加工位置的精確定位。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的一個實施例的示意圖。
[0017]附圖標號說明:
[0018]1-半導(dǎo)體激光器疊陣(從主視方向看只能看到一個巴條);2_雙折射晶體；3_四分之一波片；4_吸光板；5_指不光源,6-反射鏡,7-疊陣發(fā)出的激光；8_指不光；9_激光與指不光合束光；ιο-反饋光。
【具體實施方式】
[0019]如圖1所示，具有防光反饋作用的高功率半導(dǎo)體激光加工光源系統(tǒng)包括半導(dǎo)體激光器疊陣1、雙折射晶體2、四分之一波片3、吸光板4、指示光源5和反射鏡6。半導(dǎo)體激光器疊陣I具有多個巴條，偏振態(tài)一致，偏振態(tài)為ο光。在半導(dǎo)體激光器疊陣I出光方向設(shè)置雙折射晶體2。所述的雙折射晶體2對ο光透射，對e光進行折射。
[0020]在雙折射晶體2后設(shè)置的四分之一波片3可將激光的偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)45°，在半導(dǎo)體激光器疊陣I中部巴條激光出射光路上設(shè)置指示光反射鏡6，在指示光反射鏡6后設(shè)置防光反饋系統(tǒng)(雙折射晶體2、四分之一波片3)。
[0021]因所設(shè)置的反射鏡6只在中部巴條對應(yīng)位置處且反射鏡6的面積只需覆蓋指示光源發(fā)出的指示光即可，盡可能減小反射鏡6對其他巴條出光的阻擋，從而能夠極大地降低在工作中的激光損失。
[0022]半導(dǎo)體激光器疊陣I所發(fā)出偏振態(tài)為O的激光7，與指示光經(jīng)反射鏡6進行合束后形成合束光9，通過雙折射晶體2后，合束光9透射至四分之一波片3，偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)45°后合束光9光射至加工工件表面，部分光垂直反射回來光，再次經(jīng)過四分之一波片3，此時激光的偏振態(tài)又旋轉(zhuǎn)了 45°形成反饋光10，反饋光10是從最初ο光經(jīng)過兩次45°旋轉(zhuǎn)變?yōu)閑光，此時的反饋光10 Ce光)入射至雙折射晶體2后，雙折射晶體2對反饋光10 Ce光)進行折射，在經(jīng)折射后的反饋光10 (e光)出射光路上設(shè)置吸光板4，吸收反饋光10 (e光)能量，從而有效地防止反射光回到半導(dǎo)體激光器的腔內(nèi)部，減少激光器內(nèi)部損傷及腔面膜的損害，進而提高半導(dǎo)體激光器的使用壽命。
[0023]本發(fā)明還可以采用兩個八分之一波片來替代上述方案中的四分之一波片，能夠起到相同的技術(shù)效果。
【權(quán)利要求】
1.一種具有防光反饋作用的高功率半導(dǎo)體激光加工光源系統(tǒng)，包括半導(dǎo)體激光器疊陣，其特征在于:所述半導(dǎo)體激光器疊陣的所有巴條偏振態(tài)一致，均發(fā)出O光；在半導(dǎo)體激光器疊陣出光方向設(shè)置有雙折射晶體，所述雙折射晶體對ο光沿直線透射，對e光進行折射；在雙折射晶體后設(shè)置四分之一波片或者兩個八分之一波片，用以將光的偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)45° ;位于半導(dǎo)體激光器疊陣與雙折射晶體之間，在反方向經(jīng)雙折射晶體折射形成的光路上設(shè)置有吸光板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有防光反饋作用的高功率半導(dǎo)體激光加工光源系統(tǒng)，其特征在于:在半導(dǎo)體激光器疊陣出光光路之外還設(shè)置有指示光源，所述指示光源發(fā)出的光肉眼可辨識且與半導(dǎo)體激光器疊陣發(fā)出的光相區(qū)別；對應(yīng)于疊陣中部巴條的位置在半導(dǎo)體激光器疊陣的出光光路上成45度角背向設(shè)置一個反射鏡，指示光源發(fā)出的光垂直于半導(dǎo)體激光器疊陣出光光路，經(jīng)反射鏡反射后與激光平行出射。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有防光反饋作用的高功率半導(dǎo)體激光加工光源系統(tǒng)，其特征在于:所述指示光源為紅光光源或者綠光光源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有防光反饋作用的高功率半導(dǎo)體激光加工光源系統(tǒng)，其特征在于:所述反射鏡設(shè)置于半導(dǎo)體激光器疊陣與雙折射晶體之間。
【文檔編號】G02B7/182GK103532016SQ201310524962
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】劉暉, 王敏, 宋濤, 劉興勝 申請人:西安炬光科技有限公司