波前分割DOE阵列半导体激光器光束的品字形整形

半导体激光器(LD)输出光束受工作电流、个体差异的影响,发散角、输出光强受此影响而出现波动。常规衍射光学元件(DOE)的激光光束整形设计只针对特定的输入输出光场,使用宽容度比较小。在LD的整形中利用DOE阵列化的处理,输入光场被分割成许多小单元,不同强度的光重新在成像平面内预定的区域内叠加,实现对光束的整形。用均匀平面波设计阵列DOE每个单元,把高斯分布的球面波整形成品字形光强分布,衍射效率90.53%,均匀性在96%附近;发散角在快、慢轴方向上2°~16°变化,均匀性95.8%以上、衍射效率90%以上;在离焦量±16μm内,光束质量变化不大。阵列DOE提高了LD光束整形系统的稳定性。     

变发散角半导体激光器光束整形发射系统设计

变发散角半导体激光束具有重要的应用意义.根据光线传输的基本原理,从理论上推导了变发散角半导体激光器光束整形发射系统的设计公式,在推导过程中,为了更准确地设计系统,保证出射光束质量,需考虑半导体激光器的固有像散.讨论了最佳的系统结构形式,推导了半导体激光器光束整形的变发散角公式,根据该公式设计了一个变发散角半导体激光器光...     

大功率半导体激光器阵列光束整形新进展

大功率半导体激光器阵列(LDA)的应用日益广泛,但受其发光机制的限制,光束质量较差.为满足应用要求,必须对LDA光束进行整形处理.介绍了LDA光束整形的基本原理和关键技术,按照光束传播特性的不同,将整形技术分为两大类,即几何光学光束整形和衍射光学光束整形方法进行了阐述.在阐述典型例子的基础上,分析和比较了各种整形方法的优点和不足.     

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%。     

大面积半导体激光器阵列光束整形研究

在采用大面积半导体激光器阵列进行泵浦时,由于能量密度等因素,必须把泵浦光会聚到很小的面积上.而空心导光管作为一种良好的耦合器件,不仅能够实现匀光缩束的功能,还具有高效、简洁、可控制光斑形状等优点.在阐述了采用Duct进行半导体激光器阵列缩束整形的原理后,通过对Duct近似模型的分析,得到了Duct的优化结构参数,并通过光线追迹得到了Duct输出光斑的特性.     

二维光束整形的衍射光学元件设计

采用加权串行迭代算法(WSI)设计衍射光学元件(DOE)，将二维圆形高斯分布的激光光束分别整形为二维正方形和三角形的均匀光束，同时实现了光束形状改变及振幅分布均匀化的功能．模拟计算结果表明，用WSI设计得到的输出波形形状基本达到要求，转换到均匀区的能量效率分别达到95．3％、93．6％．     

大功率LD阵列光束整形技术研究

提出一种新的大功率LD阵列的光束整形方案,首先使预准直的光束在快轴方向分层,然后使其在慢轴方向重新排列,最终在输出端得到高亮度的矩形光斑。详细讨论了方案的工作原理和设计方法,利用几何光学方法计算了输出光斑的尺寸,并用光参数积（BPP）对整形后光束质量作了评估。数值计算结果表明,该整形方法明显改善了大功率LD阵列的光束质量。     

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。     

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     

基于数字微镜阵列的平顶光束空间整形

为了满足激光光斑质量高、扫描快速的目的,采用数字微镜阵列和误差扩散法对单平顶和多平顶的光束整形原理仿真,利用680nm激光建立了实验系统,并进行了光束整形验证。采用光束填充因子、光场调制度、均方根误差3种评价参量对整形结果进行评价,并对采用数字微镜阵列进行光束整形的能量利用率进行了测量和分析。结果表明,单平顶和多平顶整形的光束填充因子由整形前的36.1%分别提高到62.3%和56.7%;光场调制度由73.3%分别降到25.6%和30.3%。利用该光束空间整形方法,可得到高质量的多平顶光束,在快速激光扫描领域有一定的应用价值。     

半导体激光阵列光谱压窄及光束整形技术研究

采用体布拉格光栅外腔和阶梯镜实现了半导体激光阵列光谱压窄、波长稳定及光束整形。在工作电流为15 A时,输出激光波长锁定在807.7 nm,且不随水冷温度漂移。光谱宽度由自由运转的3.0 nm减小到0.23 nm,且不随注入电流的增加发生明显变化。阶梯镜光束整形和聚焦后,耦合进芯径为600 μm,数值孔径为0.22的光纤,耦合效率为88.6%。     

Ultra-precision machining of reflector array for laser diode beam shaping

Ultra-precision machining is an effective approach to achieve high dimension accuracy and surface finish required in optical and laser components. An extensive study using a two-axis diamond turning machine is conducted to machine the reflector arrays used for laser diode beam shaping. To position the workpiece precisely, theoretical analysis is made so that the dimensional accuracy can be achieved. Investigations into machining burr reduction are carried out. With the process developed, reflectors with optical surface finish of 8 nm in Ra and minimized burr size of less than 0.5 μm have been achieved.     

二极管激光阵列波长光束组合实现20W输出

基于波长光束组合(WBC)技术,利用光栅衍射和外腔反馈,将二极管激光阵列(LDA)发光单元锁定在不同的波长上,以近似平行光束沿光栅的-1级衍射方向组合输出,改善LDA输出光束质量.实验中采用发光单元宽度为100μm、周期为500μm及由19个单元构成的l cm普通商用LDA,在连续运行最大注入电流为60.6A、自由运转输出功率为49.8 W时,获得功率为20.1 W的组合光束稳定输出,其光谱宽度为15 mm,对应的远场发散角由约70 mrad变为1.66 mrad,改善后的光束质量因子M2x.y约为32,与单个发光单元的光束质量相当.     

半导体激光泵浦固体激光器的增益开关效应

用功率大于100mW的二极管激光器列阵泵浦Nd:YAG固体激光器,实现了DPL的增益开关作用。研究了增益开关的动态特性,得到峰值功率大于80mW的1.06μm激光输出,与计算结果一致。提出了三阶梯泵浦的高增益开关新方法,得到峰值功率大于150mW、脉冲宽度小于0.2μs的固体激光输出。     

激光二极管光束经光阑整形：耦合效率与波差分析

对激光二极管光束经光阑整形的方法进行了理论与数值分析,给出了光能耦合效率和波象差的数值计算结果。所得结论与数据有益于激光二极管光学系统的设计。     

Local beam deflector interated in a diode laser cavity

Deflection of a diode laser beam using a local deflector monolithically integrated in the cavity near an output facet is demonstrated. The index distribution in the deflector is adjusted by controlling the injection currents, and the laser beam is scanned over 9° by the prism effect of the deflector.     

Collimating diode laser beams from a large-area VCSEL-array usingmicrolens array

In this letter, we demonstrate the fabrication and bonding of a 1 cm×1 cm monolithic two dimensional (2D) vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL) array. We coupled the array to a matched microlens array to individually collimate light from each laser. We found the beam divergence of the collimated array to be 1.6° (1/e2) for the entire array. Using a 1-cm diameter F2 lens, we were able to focus the collimated beams to a spot of 400 μm in diameter and to couple more than 75% of the array power into a 1-mm core fiber. Our results show that it is possible to uniformly bond large area VCSEL arrays to heat sinks, and to collimate light from each element into parallel beams using a single 2-D microlens array. Our results also show that the brightness of the focused beam can be further increased with a lens to near 10⁵-W/cm² Steradian, a level that is useful for many high-power applications     

提高二极管激光阵列外腔锁相效率的实验研究

采用1/4 Talbot外腔实现宽条二极管激光阵列的锁相,在工作电流是35 A时,获得7.56 W的锁相输出功率,输出光束的远场图像是多瓣结构,锁相前后输出光的光谱宽度从2.0 nm压缩到0.2 nm。腔内插入焦距大约为5倍腔长的柱透镜,在相同电流下获得8.75 W的锁相输出功率,输出光的远场图像是多瓣结构,输出超模的数目有所减少,能量向中部集中,输出光的光谱宽度是0.2 nm。     

A high-brightness laser beam from a phase-locked multicore Yb-dopedfiber laser array

We observed a high-brightness laser beam emitted from a closely packed array of seven Yb-doped single-mode fiber lasers embedded in a common cladding. The measured slope efficiency, greater than 65%, was achieved by clad-pumping from one end of the fiber. A theoretical model is established to provide a physical interpretation of the measured far field radiation patterns     

用圆柱透镜准直半导体激光光束的分析

根据光线传输的基本原理 ,讨论了半导体激光器快轴方向发散光束通过圆柱透镜后的准直特性以及光强分布的改变 ,为正确认识和使用微圆柱透镜改善半导体激光快轴方向光束的发散提供了理论依据