專利名稱：用于半導體激光器的準直器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體激光器用準直器。
背景技術：
半導體激光二極管(LD)由于具有體積小、重量輕、壽命長、電光轉換效率高等優點，被廣泛地應用在民用和軍用各領域，如醫療、印刷、激光測距、激光制導、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)和光纖激光器已經成為重點的發展方向，得到了廣泛的重視和研究。但是，高功率半導體激光發出的是各向異性發散的橢圓像散光束，在快軸方向發散角半角(文中用發散角代替發散角半角)達到30° 40°時，盡管慢軸發散角較快軸小 (一般5° 10° )，但其發光區尺寸較大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體激光器的光束質量， 而采用光學元件準直是半導體激光器光束整形的基礎。目前大都采用圓柱透鏡對半導體激光器光束進行準直，但由于入射光束發散角較大，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，且令快軸光束發散角為30°時，圓柱透鏡對快軸光束準直后發散角半角為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，通常情況下經過準直后慢軸發散角 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。目前設計的光學準直透鏡的主要思路是對半導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。這兩種透鏡構成光束準直透鏡組，這樣使得半導體激光器準直系統的體積大，光學元件的固定難度，從而也增大了半導體激光器整形后的體積。

發明內容
本發明提供一種用于半導體激光器的準直器及其制備方法，主要解決了現有技術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。本發明的目的是通過以下技術方案解決的該用于半導體激光器的準直器為非對稱雙曲面-平面結構；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的雙曲面柱面的長半軸和短半軸均由fx和fy決定，設\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，應滿足
權利要求
1.一種用于半導體激光器的準直器，其特征在于所述的準直器是非對稱雙曲面-平面結構；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的雙曲面柱面的長半軸和短半軸均由fx和fy決定，設\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，應滿足
2.根據權利要求1所述的用于半導體激光器的準直器，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.根據權利要求1所述的用于半導體激光器的準直器，其特征在于所述準直器的材質為石英玻璃或者K9玻璃。
4.根據權利要求1至3任一所述的用于半導體激光器的準直器，其特征在于所述準直器的入射面和出射面鍍有增透膜。
全文摘要
本發明公開了一種用于半導體激光器的準直器，該準直器為非對稱雙曲面透鏡，主要解決了現有技術無法同時對激光器快軸和慢軸進行準直、準直元件體積大和慢軸光束準直效果差不理想等問題。本發明可同時實現快慢軸光束準直，而且對快慢軸兩個方向的光束準直度高。有利于簡化半導體光學整形或耦合光學系統，減小激光光學系統的體積。
文檔編號G02B27/30GK102162932SQ201110092919
公開日2011年8月24日 申請日期2011年4月14日 優先權日2011年4月14日
發明者劉興勝, 張普, 李小寧, 熊玲玲, 王敏, 王曉飚 申請人:中國科學院西安光學精密機械研究所