光纤耦合模块中光纤焊接技术的研究

大功率半导体激光器列阵的光纤耦合模块对光纤焊接的要求很高,在焊接避免使用有机粘接剂和有助焊剂的金属焊膏,因为其在激光器工作时易挥发出有机物质。这些有机物会污染激光器腔面,致使激光器工作时腔面温度过高。附着在腔面的有机物就会被碳化,影响激光器的出光率,甚至还会导致激光器烧毁。文章介绍用电场辅助焊接的方法,使光纤在硅片的V型槽中固定,在焊接中不使用助焊剂和有机粘接剂,取得了良好效果,减少了激光器腔面的污染,从而提高了半导体激光器光纤耦合模块的寿命。测试结果表明,剪切强度最大可达35MPa。     

光纤外腔对半导体激光器发光特性的影响

1.半导体激光器的张弛振荡、自脉动等光强起伏现象,以及用于光通信系统时,由光纤端面或光盘反射所引起的噪声对高速光通信的应用影响较大。为了抑制光强起伏,近年来外腔半导体激光器得到了较大发展。许多实验证明:外腔不仅能抑制张弛振荡和自脉动等光强起伏现象,而且还有很好的选模作用。甚至用外腔还做出了可调谐的单频激光器。这里,我们将一段光纤耦合到激光器上,利用光纤端面的反射形成光反馈作成了光纤外腔。 2.实验用的激光器是GaAlAs DH激光器,波长约为820nm,结构是质子轰击条形。用作耦合的光纤是标准的多模梯度光纤,芯径为50μm,数值孔径为0.2。激光器被烧焊在一个梯形的热沉上,其出光面直接与光纤耦合(见图1)。光纤的耦合端做成了球面,而另一端则做成平面,光反馈就是由此面反射形成的。光纤耦合端距激光器的距离约为50μm,     

半导体增益芯片与微透镜光纤耦合效率研究

光纤光栅外腔半导体激光器一般采用波导-光纤的直接耦合方式,光纤与增益芯片的耦合效率对光纤光栅外腔半导体激光器性能影响较大.为了讨论在采用不同类型光纤微透镜时对准误差对耦合效率的影响,寻找最佳微透镜类型,指导器件的设计和装配,分析了锥形和半球形光纤透镜的光线最大接收半角,利用ZEMAX软件进行模拟仿真,得到了两种光纤微透镜分别在位置误差和角度误差下的耦合效率曲线图.结果表明,锥形光纤透镜耦合效果更好,更适合应用于光纤光栅外腔半导体激光器.     

500W光纤耦合半导体激光模块

针对半导体激光器在工业领域的应用和光纤耦合可以实现柔性传输的特点,设计了光纤耦合半导体激光模块。采用光束整形技术、空间合束、偏振合束和光纤耦合等技术,将两组共10个整形后的半导体标准阵列进行合束,扩束后耦合入芯径400m、数值孔径0.22的镀增透膜光纤。在工作电流70 A时,光纤耦合前功率为545 W,光纤耦合后功率为518 W,光纤耦合效率高于95%,得到很高的光纤耦合效率,电光转换效率为43%,为下一步千瓦级光纤耦合半导体激光器的制备奠定了基础。     

大功率半导体激光器光纤耦合模块的耦合光学系统

针对808nm大功率GaAs/GaAlAs半导体量子阱激光器的远场光场分布特点,提出了与多模光纤耦合时对耦合光学系统的特殊要求,并根据低成本、实用化的要求设计制作了专用的耦合光学系统,对耦合光学系统的实际性能进行了测试,给出了耦合效率统计分布图、耦合偏差曲线和高低温可靠性实验结果.用设计制作出的实用化耦合光学系统完成了输出功率15-30W,光纤束数值孔径为0.11-0.22的半导体激光光纤耦合模块,模块的使用结果表明耦合光学系统稳定、高效、实用.     

大功率半导体激光器光纤耦合模块的耦合光学系统

针对 8 0 8nm大功率 Ga As/ Ga Al As半导体量子阱激光器的远场光场分布特点 ,提出了与多模光纤耦合时对耦合光学系统的特殊要求 ,并根据低成本、实用化的要求设计制作了专用的耦合光学系统 ,对耦合光学系统的实际性能进行了测试 ,给出了耦合效率统计分布图、耦合偏差曲线和高低温可靠性实验结果 .用设计制作出的实用化耦合光学系统完成了输出功率 15— 30 W,光纤束数值孔径为 0 .11— 0 .2 2的半导体激光光纤耦合模块 ,模块的使用结果表明耦合光学系统稳定、高效、实用     

高功率793 nm半导体激光器

针对掺铥光纤激光器泵浦源的需求,研制了波长为793 nm的高功率半导体激光芯片和尾纤耦合模块。激光器外延采用了非对称大光腔的波导结构,降低了模式损耗,波导采用无铝的GaInP材料,结合真空解理钝化工艺提高了腔面损伤阈值。通过外延结构和腔面镀膜的优化,研制的激光器单管输出功率达到12 W@11A,在输出功率8 W时通过了300 h老化测试。采用7只单管制备了尾纤耦合模块,耦合至100 μm NA.0.22光纤中,输出功率为40 W@7A,电-光效率为49.5%@40 W。     

974nm半导体激光器的光纤耦合研究

根据半导体激光器和单模光纤模场分布特点,用模式耦合理论研究了单模光纤与半导体激光器的耦合,结果表明将光纤端面制作成楔形微透镜可以使光纤与半导体激光器的耦合满足模场匹配和相位匹配的要求。用遗传算法对楔形光纤微透镜参数进行优化,得到楔角为88°,柱透镜半径为3.44μm,耦合距离为6.13μm时耦合效率达到最佳值,用Zemax光学仿真软件对耦合模型进行仿真,得到耦合效率为88.9%,耦合好的模块经激光点焊及高低温环境测试后,得到最大耦合效率为81.36%。实验结果与仿真结果相差不大,耦合输出功率满足了作为光纤激光器种子源的功率要求。     

光纤耦合半导体激光的焊接性能

为了拓展半导体激光器在激光加工领域的应用范围,使其能够应用到厚板金属材料的焊接中,采用了Laserline公司研制的LDF4000-40光纤耦合半导体激光焊接系统,研究了其厚板SUS304奥氏体不锈钢的焊接性能。实验结果表明,其厚板SUS304奥氏体不锈钢焊接过程中完全能够形成匙孔效应,具有较强的穿透能力;相比于同等工作条件下的光纤激光,其焊接熔深有所减小,而焊接熔宽有所增加;焊缝成型及焊接过程稳定性要优于光纤激光,飞溅量明显小于光纤激光。由此证实了光纤耦合半导体激光器完全可以用于厚板金属材料的焊接。     

楔形光纤排与半导体激光器耦合技术研究

首先从半导体激光器列阵的发光特性出发,利用楔形光纤排对大功率半导体激光器列阵光束进行耦合,最后得到一只含有19个纤芯,每个纤芯为200μm,数值孔径为0.12的大功率半导体激光器光纤耦合模块,输出功率为32.48W, 耦合效率为81.2%.     

光纤标准与光纤类型选择

本文根据最新光纤技术标准,对常用光纤的技术性能做了详细的比较与分析,并结合通信技术的发展趋势,提出了在光纤基础网络建设中,光纤选型的一些原则和建议。     

光纤通信工程中光纤的选用

分析了光纤的分类标准和性能指标,提出了光纤通信工程中光纤选型建议。     

气送光纤系统用的新型光纤单元

描述了英国和日本最近为接入网中的气送光纤系统开发的高密度大芯数的光纤单元和采用光纤带作子单元的光纤单元。介绍了这些光纤单元的设计要点与性能试验结果。     

光纤激光器

近年来光纤激光器得到了迅速发展。本文简要介绍了光纤激光器的基本原理和特点，并对其进行了较为详细的分类。最后指出了光纤激光器在光通信、工业加工、医疗等领域的应用及其未来的发展方向。     

Optical Fiber Metrology

The development of metrology to support the optical fiber communications industry is an excellent case study of how stakeholders-fiber manufacturers, their customers, standards-developing organizations, and (in the U.S.) the Federal Government-worked together to develop product specification standards that facilitated the growth of an industry. This paper reviews some of that history, primarily from the perspective of the National Institute of Standards and Technology, which worked with the industry to provide independent research and neutral coordination of many industry studies and measurement comparisons.     

光学系统中的光纤传像束

光纤传像束是一种可任意弯曲的传输图像的无源器件。与传统的光学成像器件相比,它具有重量轻、使用自由度大、易实现复杂空间结构的图像传递等优点,被广泛地应用于医学、工业及科研、航天、军事等多种领域。本文介绍了光纤传像束的原理,在医疗、工业及国防安全等领域的应用以及国内外研究状况。     

单模石英光纤和塑料光纤自动耦合系统

作为短距离通信网络的理想传输介质,塑料光纤(POF)具有广阔的应用前景.然而单模塑料光纤和其他光纤之间连接的连接器目前还没有产品.研制了一种可实现单模塑料光纤和单模石英光纤之间的自动连接(耦合)系统.该系统通过上位机控制部分对于光功率计和采集图像的反馈数据进行分析处理,进而驱动高精度位移步进电机,使两光纤达到精确耦合,从而为单模塑料光纤和塑料光纤光栅的进一步研究打下了坚实的基础.     

光纤—光纤光栅脉冲压缩器的研究

本文提出了利用正常色散光纤加线性啁啾光纤光栅组成全光纤光脉冲压缩器方案,理论和数值分析了压缩器的压缩特性,给出光纤－光纤栅压缩器的设计规则,指出了有关文献压缩器设计规则的局限性,提出了新结论。     

用于光CATV的光功率计

介绍用于光ＣＡＴＶ的光功率计的三种实施方案，并论述各种方案的优缺点。