外腔面发射激光器GaAs基质的酸性腐蚀

外腔面发射激光器的GaAs基质厚度大,热导率低,严重阻碍有源区热量的扩散,影响激光器功率的提高。为了去除激光器的GaAs基质,采用硫酸系酸性腐蚀,通过改变腐蚀液浓度和腐蚀温度来比较腐蚀液对GaAs基质的腐蚀影响,并采用原子力显微镜照片表征了腐蚀表面的粗糙度。结果表明,当腐蚀液的体积比V（H2SO4）:V（H2O2）:V（H2O）=1:5:10,腐蚀温度为30℃时,腐蚀速率适中,为5.2μm/min,腐蚀表面粗糙度2.7nm,腐蚀总体效果较为理想。较好的GaAs基质腐蚀效果为外腔面发射激光器衬底去除腐蚀阻挡层的选择性腐蚀提供了基本的保障。     

外腔面发射激光器自发辐射谱的热特性

热效应是限制外腔面发射激光器(VECSEL)输出功率和光束质量的主要原因。为了优化VECSEL增益芯片有源区量子阱的设计,降低激光器的热效应,提高斜效率和输出功率,采用光致荧光谱方法,对设计波长980nm VECSEL自发辐射谱的热特性进行了实验研究。取得了不同热沉温度下边发射和面发射谱随温度的变化数据。结果表明,反映有源区量子阱自身特性的边发射谱峰值波长随温度升高的红移速率是0.5nm/K,而受到增益芯片多层结构调制的面发射谱峰值波长随温度升高的红移速率只有0.1nm/K;由于受到VECSEL增益芯片中微腔的限制,面发射谱分离为多个模式,分别与微腔的腔模对应。可见对量子阱的发射波长及微腔腔长做预偏置优化处理,可以显著改善激光器的输出性能。     

占空比对激光相干合成的影响

占空比是影响相干合成的重要因素,通过对矩形光束的相干合成进行数值模拟,在同一功率总量、同一发光总面积下,改变近场光束的排布方式、子束光束数量,根据合成光束在远场的场强分布,分析其对合成后光束的光束质量、峰值功率的影响,得出合理的排布方式和数量。     

不锈钢箔的脉冲光纤激光器精密微孔加工研究

光纤激光器是近年来发展迅猛的一种激光源,它具有光束质量好、体积小、免维护等许多优点.采用峰值功率为10 kw,最大平均功率为0.8 W的脉冲光纤激光器对50 μm的不锈钢箔进行微孔精密加工,得到了典型孔径为10 μm的微孔,最小孔径可以达到3 μm;同时得到了激光功率、激光脉冲重复频率、钻孔持续时间等因素与孔径大小的关系曲线,并对孔径大小以及影响孔径质量的这些因素进行了分析.实验表明用脉冲光纤激光器对不锈钢材料进行微孔加工是一种非常有效的方法.     

光纤激光不锈钢薄板切割工艺研究

为达到特定切缝要求,采用光纤激光器对0.2mm不锈钢薄板进行微细切割,通过对影响切缝的各因素进行试验,找出影响切缝的主要因素和大致参数,再通过正交实验找出达到特定切缝要求的最佳参数。     

垂直外腔面发射激光器抽运脉冲的优化设计

采用脉冲抽运方式可显著改善光抽运垂直外腔面发射半导体激光器的热效应,大幅度提升激光器的输出功率。用有限元方法数值求解瞬态传热方程,得到激光器中温度升高的最大值随抽运脉冲的变化规律。讨论了抽运光脉冲宽度范围的选择,分析了抽运脉冲重复频率对激光器中温度升高最大值的影响作用,对抽运脉冲的时间宽度进行了优化设计。结果表明,对于基质去除型的InGaAs量子阱垂直外腔面发射激光器,抽运光脉冲的宽度介于1～10μs时,激光器中最大温升值即明显下降;同时,抽运脉冲的重复频率应限制在50kHz以内,以满足脉冲间隔大于激光器热弛豫时间的要求,否则激光器中会产生热量的积聚,增加最大温升值。     

书画霉菌的激光清洗研究

采用波长为355nm的3倍频Nd:YAG激光器对纸本书画主要材料宣纸上产生的霉菌进行了激光清洗实验研究.清洗机理主要是利用激光光子与霉菌微生物大分子的相互的作用产生光分解效应以及热效应.实验的结果表明,选择适当的激光能量密度,可以实现对霉菌的清洗而不会损伤宣纸基底.激光清洗技术可以安全有效地去除宣纸上的霉菌.     

激光微切割钴铬管的实验研究

金属细管的微细切割,目前使用最多的是YAG激光器.但随着光纤激光器的发展,光纤激光器也逐渐使用到金属细管的微细切割上.首先使用光纤激光器对钴铬合金细管进行切割,通过改变气体、气压、脉宽以及切割速度观察影响切割质量的因素.得出应用氩气和氮气作为辅助气体时,效果要好于压缩空气;存在一个最佳的气压;随着脉冲宽度的降低,切割质量随之变好;切割速度与切口宽度保持一种非线性反比关系;然后应用三倍频Nd:YAG激光器切割钴铬合金细管,比较两种激光器的切割质量和切割效果,分析两者的优劣,得出在进行微细切割时,三倍频Nd:YAG激光器比光纤激光器有更大的优势.在今后的研究中应充分发挥三倍频Nd:YAG激光器的优势,同时要发掘光纤激光器的特点.