半导体激光泵浦YAG激光器的新进展

近年来,随着大功率 AlGaAs/GaAs 激光阵列的发展,各公司竞相发展二极管激光泵浦的固体 YAG 激光器。美国激光二极管公司用8个激光二极管阵列(每个阵列由30个条型激光器组成)边泵浦10×3×1mm 的 YAG 晶片,产生超过1W 的 CW1.06μm 的激光输出。这种较大功率的全固体激光器将与灯泵浦的 YAG 竞争市场。在激光微焊接、材料工艺、医疗及其他领域中有广泛     

激光二极管阵列侧面抽运棒状激光器轴向热效应分析

对激光二极管阵列侧面抽运棒状激光晶体热效应进行了理论分析和数值模拟.采用有限元方法模拟了棒状激光晶体内部三维温度场分布和热应力分布,得出激光晶体内抽运光强和温度随抽运距离的变化规律,并得出了激光晶体轴向温度分布是不均匀的,而是与激光二极管阵列的占空比有关.为减小激光系统的热效应提供了理论依据.     

战术高能激光武器的发展现状和未来

文中介绍和分析了战术高能激光系统的拦截试验和存在的问题，以及机动战术高能激光系统及其第一代／第二代激光器，特别评述了固体热容量激光器的高功率激光二极管阵列所取得的重大进展。最后讨论了机载战术激光武器的特点和面临的主要挑战。     

专利

半导体激光泵浦固体激光系统由半导体激光器阵列、梯度折射率透镜阵列组成.半导体激光器阵列有很多激发激光的条形结构,激光阵列发出激光通过梯度折射率透镜会聚到固体激光器的端面上实现用光学方法泵浦固体激光.(美国专利号:5369661)     

球面分布的半导体激光二极管阵列泵浦结构的研究

一个用来泵浦的半导体激光二极管堆栈包括8个半导体激光二极管阵列。这些阵列排布在一个球面上,每个bar条的输出激光被离轴压缩来实现高效率的耦合。半导体激光二极管堆栈的输出光束由一个空心导光管耦合到激光工作介质上。针对用于耦合半导体激光二极管堆栈的空心导光管进行了几何光学和光线追迹的分析。几何光学的分析揭示了耦合损耗的原因,并用来指导结构的设计。光线追迹分析结构参数和泵浦系统的输出特性,用来指导耦合系统参数的优化。模拟和分析结果表明,将半导体激光二极管阵列排布程球面可以提高偶和效率,降低最优化的导光管长度,改善输出能量场的分布。     

平均功率达300 W的LD抽运Nd:YAG激光器

针对大功率连续激光二极管抽运的Nd:YAG圆棒状固体激光器中激光输出功率与光束质量的关系问题进行了深入的理论和实验研究.在二极管侧面抽运条件下,通过优化抽运腔的结构设计以提高抽运的均匀性和对抽运光的吸收效率:在激光谐振腔内采用双棒结构,通过优化激光谐振腔的设计来补偿热透镜效应;在双棒之间插入偏振旋光器和光学成像系统,以补偿热致双折射效应.当每个抽运腔采用30个20W的连续激光二极管阵列抽运,总抽运功率达1200W时,实现了最大平均功率为300W,光-光转换效率为25%的激光输出.在此基础上进行声光调Q,获得了重复频率为15KHz,脉宽为110 ns,平均功率为240 W,光束质量M2为18的调Q基频激光的输出.     

激光二极管抽运的主振荡级与功率放大器结构Nd:YVO4激光器

为了实现固体激光器高功率、高光束质量的输出,设计了一种激光二极管(LD)阵列抽运的主振荡级与功率放大器(MOPA)结构的Nd:YVO4激光器.该激光器的振荡级采用平-平谐振腔结构,并使用棱镜组对激光二极管阵列的抽运光整形,消除了激光二极管阵列抽运光不对称对振荡器输出光束质量的影响,在连续工作条件下获得了6.1 W的激光输出,其光束质量M2因子为M2x=1.14,M2y=1.13,光-光转换效率为25.6%.放大级采用具有近共焦、非稳腔特点的折叠光路结构,使振荡级激光光束10次通过放大级晶体,并且有效地抑制了放大自发辐射(ASE)和寄生振荡.在振荡级以6.1 W注入放大器时,得到最大输出功率26.8 W,此时放大器提取效率为29.1%,输出光束质量M2因子为M2x=2.08,M2y=1.92.     

对百千瓦级全固态激光相干阵列系统的分析

对百千瓦全固态激光相干阵列系统进行了深入分析。通过对Northrop Grumman公司相干合成105kW高功率固体激光报道的解读,理清高功率固体激光相干阵列系统设计与研发过程中需要攻克的单元光束净化、相位控制、孔径填充、系统标校等技术难关。阐释全固态激光相干阵列与单增益介质单孔径100kW全固态激光系统的优势,并对全固态激光非相干阵列进行了简单分析。     

2μm激光二极管侧面泵浦种子注入固体激光器

报道了一套2μm全固体激光主振荡-功率放大(MOPA)系统.该系统包括4个组成部分:一台用作单频种子源的可调谐单纵模连续波激光器、一台作为系统主振荡器且具有四镜环形腔结构的激光二极管侧面泵浦声光调Q激光器、一台激光放大器以及相应的注入控制电路.单频种子激光器采用带尾纤的激光二极管进行端面泵浦,具有线性腔结构,腔内利用两...     

高频脉冲泵浦Nd:YAG激光器输出起伏

在空间激光通讯系统中,需要一种稳定有效的Nd:YAG激光器作灯标和低数据速率光源。注入激光二极管(ILD)和发光二极管(LED)已成功地用作有效激光器泵浦源。LED泵浦能提供稳定的输出和高的效率,但用ILD泵浦能获得更高的效率。空间激光通讯系统热分析表明,ILD泵浦阵列必须略低于室温工作,而且连续ILD泵浦阵列还不能实现近室温工作,因此只能采用激光二极管以高重复频率脉冲泵浦Nd:YAG激光器。实用表明,用冷却GaAs激光二极管(～-100℃)泵浦Nd:YAG激     

大口径激光二极管阵列端面抽运耦合系统设计模拟

根据光线追迹原理,研究用于端面抽运的大面阵激光二极管(LD)抽运源的耦合系统设计。结合当前大口径激光二极管阵列常用的空心导管型耦合系统,分别从耦合效率、抽运强度分布、抽运光传输等方面,讨论大口径激光二极管阵列耦合系统的一般设计准则,提出了将激光二极管阵列单元平面排布改为球面排布的办法。针对100 kW激光二极管阵列,将子阵列作球面排布后,仅用一空心导管来汇聚抽运光,这种设计获得了传输性能优良的大区域均匀分布的抽运场,抽运场起伏小于5%,抽运强度大于20 kW/cm2,耦合效率98%,有效抽运区域内效率达90%。     

空心透镜导管的模拟与设计

采用大口径、高功率激光二极管(LD)阵列的大型全固化二极管抽运激光系统(DPSSLs)能够产生高功率、大能量、高重复频率的优良激光。为了实现对介质的高效抽运，将空心透镜导管应用于大口径高功率激光二极管阵列耦合系统。基于三维光线追迹的数值计算方法，编制了LD纵向抽运耦合系统模拟软件，对空心透镜导管进行模拟与设计，使系统耦合效率超过90％的同时，增益介质表面抽运场具有良好的均匀性，实现了对介质的高效均匀抽运；同时通过改变空心透镜导管的参数进行模拟比较，得出了空心透镜导管设计的经验公式，为大型DPSSLs耦合系统的设计提供了有益的参考。     

新型光电子光源器件电场分布特性测试研究

本文介绍了应用连续波电光检测法（ＣＷＥＯＰ）对ＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓ双异质结激光器及其列阵和发光管列阵电场分布进行扫描测量的结果，研究了这三种光源器件不同部位的电场分布和电力分布特点及列阵器件的发光均匀性。     

阵列激光器的结特征参量及其可靠性研究

采用电导数方法提取了半导体激光器阵列的结特征参量m,并对阵列结特征参量m与器件可靠性的关系进行了理论与实验研究,结果表明:m值可以作为阵列可靠性检测的一个重要判据,同一批次的阵列器件中,m值大的器件属于低可靠性器件;阵列m值大则说明单元m值大,或阵列存在严重电流泄漏通道,或阵列单元一致性差等。     

半导体激光器加速寿命测试系统研制

介绍了半导体激光器(LD)加速寿命测试的理论依据,给出了寿命测试的数学模型,并据此研制了新型LD寿命测试系统。该系统在密封抽真空充氮环境下,通过采集恒功工作LD的工作电流随时间变化的信息及所处环境的温度,绘制出LD的老化曲线,即恒功条件下的“I-t曲线”,然后推断LD的使用寿命。     

Reducing electrical crosstalk in laser-diode array modules by usinga film-carrier interconnection

Interconnecting the laser-diode (LD) arrays in a LD array module with a film-carrier reduces electrical crosstalk by about 8 dB. This value agrees well with the analytical value of 10 dB obtained by SPICE simulation. Application of this new technique to a prototype four-channel dual-electrode distributed-feedback LD array module for optical frequency-division-multiplexing achieved a flat response up to 2.3 GHz and a crosstalk of less than 30 dB for frequencies below 1 GHz     

快速成形激光二极管能量源研究

针对现有激光快速成形系统使用气体激光器存在的缺点,研究使用激光二极管(LD)的新型能量源来代替气体激光器.对LD的光束特性和准直扩束技术进行了分析、研究,并对其聚焦后的焦斑功率密度、成形中的扫描速度等参数进行计算与分析.LD新型能量源寿命长、工作可靠,且体积小易于实现装置小型化,有利于提高成形精度和质量,有利于拓宽成形材料范围.     

Reliability of optical components for use in submarine optical fiber transmission systems

This paper presents the reliability test results for LD modules, optical couplers, and APD modules, which are fabricated through methods for achieving and assuring a high degree of reliability for use in 400-Mbit/s submarine optical fiber transmission systems. In particular, the paper presents methods for evaluating the optical component reliability as well as an investigation into the degradation factors in the coupling circuits. From the reliability test results obtained, the paper also discusses the mechanism and test acceleration of wear-out degradation following reliability tests conducted for more than 8000 h on the fabricated optical components. These optical components are consequently confirmed to be highly reliable for a system life of 25 years.     

激光二极管阵列侧面对称抽运薄片激光器

对激光二极管(LD)阵列5向侧面对称抽运Nd∶YAG薄片激光器进行了实验和模拟研究。薄片激光器的耦合系统由消像差透镜组和空心光波导组成,采用15mm×1.5mm的Nd∶YAG薄片进行初步实验,实验得到薄片激光器的激光输出平均功率为65.7W,光-光转换效率为10.5%,同时增益介质内具有较理想的荧光分布。同时考虑激光二极管在快轴和慢轴方向的发散特性及增益介质侧面的散射特性,采用光线追迹法,模拟并分析了增益介质内抽运光分布,模拟结果表明耦合系统具有88.3%的耦合效率,同时增益介质内具有较理想的抽运光分布,且与实验结果相吻合。     

中距离夜视激光照明器的设计

设计了一种基于MIC29302稳压器的功率可调式激光器驱动电源,实现了对激光器的直接强度调制。根据半导体激光器对注入电流的稳定性要求高和对电冲击的承受能力差等特性,对其驱动电路进行了设计;同时,给出了激光器的保护电路和温度控制电路,较大地改进了半导体激光器电源的可靠性,提高了半导体激光器的输出稳定性,延长了激光器的使用寿命。最后,给出了详细的测试数据,测试结果证明,该驱动电源有具体的指标和良好的性能。