双平行平面反射镜在激光二极管阵列光束整形中的应用

为了实现激光二极管阵列(LDA)的高亮度光纤耦合输出,设计了一套简单有效的光束整形系统.首先采用快慢轴准直透镜压缩LDA的发散角,然后采用双平行平面反射镜光束整形装置,将压缩后的LDA慢轴方向的光束分为4束(也可以根据需要分为任意多束),并将4束子光束在快轴方向重新排列,最后通过聚焦系统,将整形后的光束耦合进入芯径600 μm,数值孔径0.37的光纤.实验测得双平行平面反射镜整形装置的效率为98.87%,系统的整体效率为77.2%.该整形系统设计简单,效牢高,具有很高的应用价值.     

瓦级半导体激光器光束整形装置

介绍了一种采用光束远场发散角分割的方法 ,利用已有专利的微片棱镜堆光束整形器 ,对瓦级半导体激光器光束整形 ,该装置由半导体激光器、微柱透镜、柱面透镜、微片棱镜堆、聚焦系统和光纤组成 ,该方法可在一定程度上改善整形效果 ,具有结构简单、加工和装配容易的优点     

大功率半导体激光器光束整形

提出一种新型堆积式半导体激光器(LD)光束整形方案,材料为K9玻璃,其入射面为一长方形,出射面为一正方形,一个侧面为平面,另一个为斜面,斜面倾角为3°。利用此棱镜对LD输出光束进行变换,可得到7mm×7mm的正方形光斑,光强起伏小于5%,在此范围内的光能量占总辐射能量77%。     

提高半导体激光二极管功率密度的光束整形方法

针对半导体激光二极管由束散角大（14~46）导致的激光功率密度在传播过程中不断衰减的问题,提出了一种提高激光功率密度的光束整形方法。首先以X型柱面平凸透镜和Y型柱面平凸透镜对激光二极管输出光束慢轴和快轴方向进行准直,然后通过一对平凸透镜组合进行扩束,进一步提高光束平行度,最后由单片平凸透镜将光束聚焦为高功率密度的光点。采用Light Tools软件仿真光路、优化光学元件参数,对光学元件进行实际选型后安装并调试光束整形系统。测试结果表明:半导体激光二极管输出光束的67%激光能量汇聚于直径1 mm圆内,激光功率密度优于30 W/cm2。     

用于半导体激光器的棱镜组光束整形方法

随着半导体激光器应用的日益广泛,半导体激光的光束质量在二维方向极不均衡的特点限制了它的应用范围.采用一种等腰直角棱镜组的整形方法,可实现二维方向的光束质量均匀化.实验中整形后快慢轴的光束质量比较接近,整形效率达到90%.经过整形的半导体激光器可以作为高功率固体激光器和光纤激光器的抽运源使用.     

激光二极管光束整形技术

阐述了对LD输出光束进行整形的必要性。在国内首次对目前常用的一些典型的光束整形技术的整形原理、关键技术及整形效果进行了分析、比较和评价。     

锑化镓基半导体激光器高效率光束整形

锑化镓基半导体激光器发光波长为1.8～4微米,因为具有体积小、重量轻和电流驱动等优势,应用范围很广。但是单管激光器并不能提供满足实际应用的激光功率,因此需要将已经成功应用于近红外半导体激光器的光束合成方法移植到中红外波段。在各种光束合成方法中,高效率的光束整形都是重要基础。展示了一种采用多只单管半导体器件的高效率光束整形方法,并在实验中实现了1.94微米波长1.93瓦连续光功率输出,整形效率高于90%。这个光束整形方法可以用于构建更复杂的光谱或相干光束合成。     

高功率半导体激光器微光学光束整形技术

基于微光学光束变换系统方法,采用双微棱镜列阵、同轴“之“字形整形方法、反射棱镜阵列法等技术对准直光束进行折叠及光参数积匹配变换,实现光束的完全消像散;利用自行研制的大数值孔径连续非球面微透镜列阵、整形器件等核心微光学器件,实现了准直、聚焦和光纤输出等各种功能。形成了系统的半导体激光器光束整形变换技术,准直后光束发散角达到理论极限;成功获得高效率单芯径光纤耦合半导体激光器泵浦源。     

大功率激光二极管阵列光束整形技术

大功率激光二极管阵列相比于同等功率的激光器有着优越的高性能和可靠性,在军事、工业、医学、航空航天等领域有着广阔的应用前景.具体应用中,大功率激光二极管阵列的光束整形技术扮演着一个重要角色.丈中提出折反光束整形系统,把线光束整形为方形或者圆形,利用此系统把20mm线光束整形为5mm×5 mm的方形光斑,软件模拟结果证明设计方法的正确性和可行性.     

半导体激光列阵的高功率高亮度光纤耦合技术

设计了一种可同时实现高功率和高亮度激光输出的简单有效的光纤耦合技术.首先借助光纤列阵实现光束由线性排列到圆形排列的转换,从而有效提高半导体激光列阵输出光束的对称性;然后通过微透镜将光纤列阵输出的圆对称光束耦合进入一根较细的光纤,以进一步压缩光斑直径并提高光束亮度.基于几何光学的理论分析表明;在合适的参数条件下,直径为1.3 mm的光纤列阵输出光束与直径为0.4 mm的单根光纤的耦合效率可达90%以上,即在功率损耗低于10%情况下,激光束的亮度提高了近9倍.     

50W半导体激光列阵单光纤耦合模块

利用阶梯反射镜整形技术分别对两个功率为40W的半导体激光器光束进行镜面分割,旋转重排后使用偏振分光棱镜(PBS)进行合束,最后得到功率为55.8W、耦合效率约为70%的半导体激光列阵(LDA)单光纤耦合模块,光纤芯径为Φ400μm,数值孔径(NA)为0.22。经过连续100h的正常拷机后,功率稳定。     

10 W近衍射极限输出的高效率窄线宽主控振荡放大半导体激光器

为研制近衍射极限的高功率半导体激光器,采用了片上光栅、窄脊型波导、锥形放大器一体集成的主控放大(Master Oscillator Power-Amplifier,MOPA)技术路线,以长度为8 mm、脊型宽度为3μm的波导为单模种子源,配合长度为7 mm、全角为3.3°的锥形放大器,实现了功率10.3 W、慢轴光束质量M²(1/e²)因子=1.06,3 d B线宽40 pm,工作电光效率50.5%的半导体激光输出,并采用片上电致加热光栅调谐技术,实现了中心波长在4 nm范围内连续可调。     

高亮度高平均功率固体激光器技术评述

综述了国外不同类型的高平均功率盘片激光器技术现状,分析和评述了各种途径的技术优势、技术限制、发展潜力及应用前景.最后介绍了应用电子学研究所高平均功率片状及固体热容激光器研究的最新进展.     

Researching the 915 nm high-power and high-brightness semiconductor laser single chip coupling module

Based on the high-speed development of the fiber laser in recent years, the development of researching 915 nm semiconductor laser as main pumping sources of the fiber laser is at a high speed. Because the beam quality of the laser diode is very poor, the 915 nm laser diode is generally based on optical fiber coupling module to output the laser. Using the beam-shaping and fiber-coupling technology to improve the quality of output beam light, we present a kind of high-power and high-brightness semiconductor laser module, which can output 13.22 W through the optical fiber. Based on 915 nm GaAs semiconductor laser diode which has output power of 13.91 W, we describe a thoroughly detailed procedure for reshaping the beam output from the semiconductor laser diode and coupling the beam into the optical fiber of which the core diameter is 105 μm and the numerical aperture is 0.18. We get 13.22 W from the output fiber of the module at 14.5 A, the coupling efficiency of the whole module is 95.03% and the brightness is 1.5 MW/cm²-str. The output power of the single chip semiconductor laser module achieves the advanced level in the domestic use.     

高温高效率半导体激光器阵列封装结构研究

分析了热沉和陶瓷基板对背冷式封装结构半导体激光器阵列性能的影响.通过栅格化厚铜填充技术降低了复合金刚石热沉的等效电阻,并实现了热膨胀系数匹配;采用热沉和陶瓷基板嵌入焊接技术,提高了封装散热能力和稳定性.制作了间距为0.4 mm的5Bar条芯片阵列样品,在70℃热沉温度、200 A工作电流(占空比为1％)条件下进行性能测试,结果显示器件输出功率为1 065 W、电光转换效率为59.2％.在高温大电流条件下进行了 1 824 h寿命试验,器件表现出良好的可靠性.     

LDA抽运Nd:YLF再生放大器的实验研究

研制了一台激光二极管列阵(LDA)抽运的Nd:YLF再生放大器。再生放大器工作波长1053 nm，重复频率1 Hz，输出4 ns宽基横模TEM00激光脉冲的能量为2 mJ。总放大倍数达到了1×10 7，输出能量稳定性优于±4.7%(峰值)。给出了再生放大器的实验装置和有关实验结果。     

LDA抽运Nd∶YLF再生放大器的实验研究

研制了一台激光二极管列阵 (LDA)抽运的Nd∶YLF再生放大器。再生放大器工作波长 1 0 5 3nm ,重复频率 1Hz,输出 4ns宽基横模TEM0 0 激光脉冲的能量为 2mJ。总放大倍数达到了 1× 1 0 7,输出能量稳定性优于± 4 7%(峰值 )。给出了再生放大器的实验装置和有关实验结果     

激光二极管泵浦Nd：LMA固体激光器

分析了铝酸镁镧晶体用于半导体激光泵浦的优点，用ＬＤＡ纵向泵浦Ｎｄ：ＬＭＡ单块固体激光器，得到波长为１．０５μｍ，连续功率为３０ｍＷ的ＴＥＭ模激光输出，线偏振度为１００％泵浦阈值功率为２５０ｍＷ。