940 nm 20%占空比InGaAs/AlGaAs大功率LD线阵

采用金属有机化合物气相淀积(MOCVD)技术,制作了AlGaAs/InGaAs/GaAs大功率20%占空比半导体激光器.采用良好的封装方式,激光器直接封装在高效导热载体上,对载体水冷散热,在脉冲频率500 Hz,脉冲宽度400 μs下,驱动电流105 A时输出功率高达90.6 W,最高电-光转换效率42.3%,斜率效率0.94 W/A.器件中心激射波长941.8 nm,光谱半高全宽3.3 nm.     

940nm20％占空比InGaAs／AIGaAs大功率LD线阵

采用金属有机化合物气相淀积(MOCVD)技术，制作了AlGaAs/InGaAs/GaAs大功率20％占空比半导体激光器。采用良好的封装方式，激光器直接封装在高效导热载体上，对载体水冷散热，在脉冲频率500Hz，脉冲宽度400μs下，驱动电流105A时输出功率高达90.6W，最高电一光转换效率42.3％，斜率效率0.94W/A。器件中心激射波长941.8nm，光谱半高全宽3.3nm。     

微通道散热大功率半导体激光器研究

基于GaInAs/AlGaAs应变量子阱大光腔结构激光器芯片和无氧铜微通道热沉,采用In焊料烧结工艺,制作了976nm大功率连续激光器单条。在20℃热沉冷却条件下,输入电流110A时,输出功率104.9W,电光转换效率达到最大值64%。输入电流300A时,输出功率276.6W,电光转换效率达到54.2%。对激光器单条的热阻以及特征温度进行了测试分析,根据分析结果模拟了激光器单条在大电流下的输出特性,模拟结果显示热饱和是限制激光器最大输出功率的原因。因此,为了提高大功率激光器的输出功率,需要进一步提高激光器的特征温度,并降低热阻以改善散热情况。     

900nm三叠层隧道级联激光器的结构优化研究

采用金属有机化合物气相淀积方法生长了900nm的三叠层隧道级联激光器。针对隧道级联激光器存在工作电压高、材料各层的光场耦合等问题,分别采用δ掺杂、扩展波导等技术对激光器结构进行了优化,并通过模拟计算对隧道结耗尽区宽度进行了优化。通过优化隧道结δ掺杂的生长条件,得到n+GaAs的掺杂浓度大于1×1019/cm3,使工作电压下降1V;通过采用扩展波导,使垂直发散角由常规结构的35°减小到20°。将900nm的三叠层隧道级联激光器制作成条宽300μm、腔长800μm的条形激光器,采用同轴封装形式,在20A的脉冲工作电流下,输出功率达到55W,斜率效率达到2.9W/A,以上指标是普通激光器的3倍。     

基于偏振折叠的光纤耦合实验研究

基于二极管激光器mini-bar的光纤耦合方式是一种降低耦合系统成本并提高整体转换效率的方法。提出一种偏振折叠的光束整形方式,并采用一种CW 50 W mini-bar进行了相关耦合系统的设计。针对mini-bar的特殊结构与散热需求,设计了针对mini-bar封装用的特种微通道冷却器,并通过封装实验结果验证设计有效。将10片封装在铜微通道冷却器上的CW 50W mini-bar组装成两列各5 bar的叠阵,实现了两列叠阵的激光束沿快轴方向的空间合成,合成后输出功率439 W,空间耦合效率97%。根据耦合系统的设计进行了400μm芯径、0.22 NA的光纤耦合实验,得到光纤输出端脉冲激光功率186.9 W,整体光光效率为52.2%。     

808nm大功率连续半导体激光器研究

利用金属有机化学气相淀积(MOCVD)技术,生长了AlGaInAs/AlGaAs分别限制压应变单量子阱材料,利用该材料制成3mm宽、填充因子20%的半导体激光器阵列(版型100μm/500μm,6个发光单元),通过腔面反射率设计确定了最佳反射率,采用CS载体标准封装。在输入电流8A、水冷19℃条件下测试,输出功率达到8.4W,阈值电流为1.8A,斜率效率为1.26W/A,功率转换效率为59.4%,波长为805.7nm,光谱半宽为1.8nm;输入电流12A时,输出功率达到13W,斜率效率为1.22W/A,功率转换效率为58.9%,波长为807.9nm,光谱半宽为2.0nm。     

连续40 W 808 nm量子阱线阵二极管激光封装技术

研究了高功率二极管激光 (LD)封装中的铟焊料蒸镀工艺和回流焊工艺对芯片焊接状态的影响。在数值模拟和实验研究的基础上 ,优化了冷却器结构设计 ,研制出具有热阻低、压降小的铜微通道液体冷却器 ,可以满足热耗散功率大于 6 0W的二极管激光器散热冷却需要。通过封装实验得到输出功率 40W ,波长 80 8nm ,谱线半高宽<2nm ,电光效率近 40 %的连续线阵二极管激光器。用该激光器进行了抽运Nd∶YAG固体激光实验 ,在抽运功率为 40W时 ,获得 11 8W单横模固体激光输出 ,光 光效率约为 30 %。     

808nm波长高功率阵列半导体激光器

报道了采用MBE外延生长方法制备的叠层阵列CW工作型高功率半导体激光器。激光器的生长结构采用经过优化的单量子阱渐变折射率分别限制波导结构 ,激光器芯片结构为标准的CM条 ,注入因子设计为 6 0 %。叠层装配采用了具有高效散热能力的水冷结构。经初步测试 ,叠层器件的阈值电流为 12A ,直流 30A驱动电流下的输出功率达 40W ,斜率效率为 2 2W /A。器件中心激射波长为 810nm ,光谱宽度 (FWHM )为 6nm。     

高效连续Nd:LuVO4-BiBO 深蓝激光器

Nd:LuVO4 晶体因具有相比于Nd:YVO4 和Nd:GdVO4 晶体更大的吸收和发射截面而受到广泛关注.一种高效的泵浦方式因此而产生:将Nd3+离子直接泵浦到4F3/2激光上能级来改善激光器参数,不仅可以减小激光器的阈值,提高激光器的斜效率,并且可以降低非辐射跃迁过程中所产生的热量.利用888 nm 激光二极管直接泵浦Nd:LuVO4 晶体,实现三能级Nd:LuVO4激光器.当入射泵浦功率为18.6 W 时,916 nm 的输出功率为2.5 W,激光器的阈值功率为4.7 W,相应的斜效率为17.8%.入射泵浦功率不变的情况下,获得的最大蓝光输出功率为743mW.蓝光输出功率的稳定性高于3%.光束质量M2的值为1.12.     

基于808nm半导体激光器单管合束技术的光纤耦合模块

由于单管半导体激光器比半导体激光线阵、叠阵具有更好的光束质量及散热特性,因此更适用于光电干扰光源。针对于电荷耦合器件(CCD)光谱响应曲线特征,采用808nm单管半导体激光器为光源,将24只单管半导体激光器分组集成,通过空间合束和偏振合束以提高其输出功率密度,采用自行设计的光学系统对光束进行扩束聚焦,耦合进芯径为300μm,数值孔径0.22的光纤中,所有激光器都采用串联方式,在8.5A电流下通过光纤输出功率为162W,耦合效率达到84%。     

Cooled Schottky varactor frequency multipliers at submillimeterwavelengths

The efficiency of a Schottky varactor frequency multiplier at submillimeter wavelengths can be increased by cooling the diode. The increased mobility of the free carriers causes the series resistance to decrease, and the efficiency can increase as much as a few dB at low input power levels. At high output frequencies and at high power levels the efficiency of the multiplication is decreased by the current saturation, because the junction capacitance cannot be pumped effectively. When the diode is cooled, the maximum current of the diode increases and much more output power can be expected. There are also slight changes in the I-V characteristic and in the diode junction capacitance, but they have a negligible effect on the efficiency of the multiplier. The theoretical maximum output power near 1 THz is calculated to increase by about 10 dB from 50μW to 500μW, when the multiplier chain is cooled to 77 K. However, considerable improvement in the efficiency can be achieved by cooling to 150 K, which is easily attained in space by passive cooling     

二极管侧面泵浦连续固体激光器的研究

本文详细介绍了一个台量大输出功率的37W的二极管侧面泵浦连续固体激光器。并对不同输出功率下的光束质量进行了测量,同时还测量了冷却水温对激光器输出功率的影响。     

室温工作的全固态Tm：YAP激光器

研究了室温工作的Tm：YAP 2μm激光器,采用795 nm激光二极管泵浦Tm：YAP激光晶体,晶体采用热电制冷及风冷的致冷方式,实现1.99μm激光输出,最大输出功率为13.5 W,光转换效率28.2%,斜效率高达36%.并对影响激光输出的腔型、晶体工作温度等进行实验分析.     

激光二极管抽运的高光束质量的Yb

演示了激光二极管(LD)端面抽运Yb∶YAG薄片固体激光器,抽运源是美国相干公司(COHERENT)光纤耦合输出半导体激光器,光纤输出芯径为800 μm,在940 nm处最大输出功率为13.56 W,由于光纤输出芯径较大,不利于抽运光和振荡光的模式匹配,为了得到较小的抽运光斑,采用了焦距比为30∶12的耦合透镜组压缩入射到晶体端面的抽运光光腰半径,晶体为原子掺杂浓度8 at.-%,几何尺寸为φ7 mm×1.6 mm国产Yb∶YAG晶体,整个实验装置采用温差电致冷(TEC)和循环水冷却方式,实验中得到了3.06 W的连续激光输出,激光器的斜率效率为33.1%,测得M2因子在x和y方向分别为1.54和1.73,具有良好的光束质量。     

155 W CW optical power from 1 cm monolithic AlGaAs/InGaAs laserdiode array

155 W continuous-wave output power from a 1 cm wide monolithic AlGaAs/InGaAs laser diode array with an emitting aperture of 4800 μm has been demonstrated at a cooling water temperature of 3°C. A continuous-wave output power of 72 W was achieved at room temperature with an emitting aperture of 1600 μm. High T₀ was observed for the laser structures     

激光二极管抽运Tm:YAP晶体实验研究

简要阐述2 μm激光光源的广泛应用需求,分析掺铥铝酸钇(Tm:YAP)晶体的能级结构和吸收光谱特性,报道了采用激光二极管(LD)端面抽运Tm:YAP晶体的方式,实现室温下2 μm激光的高效输出。在激光二极管输出功率为19 W时, 2 μm连续激光输出功率为6.5 W,光光转换效率达34％,斜率效率为47.5％。经过声光(AO)Q开关进行调制后,在重复频率10 kHz下,获得5.4 W的动态激光输出,激光单脉冲宽度为70 ns,激光二极管输出功率到2 μm激光动态输出功率的转换效率为28％,斜率效率为42％。通过实验验证了激光二极管端面抽运Tm:YAP晶体在室温下高效输出的特性。     

Chip-level spray cooling of an LD-MOSFET RF power Amplifier

We report here the application of water spray cooling directly to the top surface of a lateral diffused metal oxide semiconductor field effect transistor (LD-MOSFET) in a 500-MHz RF power amplifier. With the amplifier running in Class A, spray cooling at a flow of 0.14 l/min increases the output power from 66 W to 84 W, and the power-added efficiency increases from 26% to 34%, all at 34 W input. This improvement is attributed to a large spray-induced reduction in junction temperature and total package thermal resistance. At the point of highest measured RF output and DC power dissipation, the reduction in junction temperature and total thermal resistance were estimated to be from /spl ap/214/spl deg/C to /spl ap/115/spl deg/C and from /spl ap/1.5/spl deg/C/W to /spl ap/0.6/spl deg/C/W, respectively, and the maximum spray-induced heat flux was /spl ap/162W/cm/sup 2/. In Class AB, the increase in output power and power-added efficiency are less, /spl ap/8%, but the amplifier can be driven harder before failure occurs. The maximum output in class AB is 79 W compared to 70 W without spray cooling.     

高平均功率高重复率固态双Nd:YVO4基模激光器

报道了采用国产大功率光纤束模块双端泵浦双Nd：YVO4激光晶体和声光调Q技术,实现了高平均功率、高重复频率的1064nm激光输出。通过降低Nd：YVO4激光晶体的掺杂浓度,采用双端泵浦双晶体,在晶体热效应允许的范围内最大限度地利用了泵浦光的能量,通过腔内插入声光调Q器件,在晶体注入总功率为50W的情况下,得到了24W的TEM00模连续波1064nm激光输出。最高重复频率为50kHz时,平均输出功率为22．9W,脉冲宽度为38ns,相应的光-光转换效率为45．8％;在重复频率为10kHz时,具有最大单脉冲能量1．55mJ,相应的脉冲宽度为15ns,峰值功率达到了103kW。     

多单元半导体激光器的高亮度光纤耦合输出

设计并研制了一种多单元半导体激光器的高亮度光纤耦合输出模块.激光器芯片采用分子束外延(MBE)方法生长的宽波导、双量子阱结构AlGaAs/GaAs激光器外延材料,激光器模块采用4只准直的单条形大功率半导体激光器,器件腔长为2 mm,发光区宽度为100μm,单条形器件的连续输出功率为5.0 W,每两只单条形器件的准直输出光束经过空间合束后再通过偏振合束,实现了多单元器件输出的高光束质量功率合成,采用简单的平凸透镜实现了合束光束与100μm芯径、数值孔径(NA)0.22石英光纤的高效耦合,耦合效率高达79%,输出功率达10.17 W,光纤端面功率密度达1.0×105W/cm2.