全金属化耦合封装的大功率半导体激光器模块

大功率半导体激光器模块对耦合封装工艺要求较高,耦合封装工艺直接影响模块的可靠性。采用金属化楔形微透镜光纤与大功率半导体激光器对准耦合,耦合效率达到87%;采用激光焊接定位的方式对大功率半导体激光器与楔形微透镜光纤进行耦合固定,实现了大功率半导体激光器模块的全金属化封装。通过环境考核试验证明,模块储存温度达到-60～120℃,能够满足许多特殊环境对半导体激光器模块的要求。     

大功率半导体光放大器的耦合工艺研究

针对高速大功率半导体激光器,设计了主振激光器与半导体光放大器分立集成的高速大功率半导体激光器组件,并对其中半导体光放大器(SOA)的光纤耦合技术进行了研究,采用单模光纤耦合技术以及光路可逆原理设计了SOA的注入端耦合光路,实现了主振激光器到SOA的高效注入,耦合效率大于50%,采用微透镜组技术设计了SOA输出端的耦合光路,实现了Φ62.5μm的光纤耦合输出238mW。同时针对光纤耦合工艺,利用Ansys软件对耦合结构进行了激光焊接耦合工艺的热应力分析,得到了优化的焊接工艺条件,并对耦合中存在的应力进行了释放处理,有效提高了输出功率的稳定性。     

光纤耦合高功率半导体激光器系统

介绍了利用多模光纤同空间列阵半导体激光器实现有效耦合,再将光纤组合后输出的技术.阐述了半导体激光器与光纤耦合的一般理论.对半导体激光器的发散角、多模光纤和半导体激光器耦合的常规技术进行了分析.介绍了多模光纤和半导体激光器耦合的新技术,即在半导体激光器与光纤之间加光纤微透镜的耦合技术.这种技术可有效地提高耦合效率,使之达到80%以上.将空间列阵半导体激光器通过光纤耦合后组合输出是使半导体激光器得以实际应用的有效途径.(PC5)     

大功率半导体光放大器的耦合工艺研究

针对高速大功率半导体激光器,设计了主振激光器与半导体光放大器分立集成的高速大功率半导体激光器组件,并对其中半导体光放大器（SOA）的光纤耦合技术进行了研究,采用单模光纤耦合技术以及光路可逆原理设计了SOA的注入端耦合光路,实现了主振激光器到SOA的高效注入,耦合效率大于50%,采用微透镜组技术设计了SOA输出端的耦合光路,实现了Φ62.5μm的光纤耦合输出238mW。同时针对光纤耦合工艺,利用Ansys软件对耦合结构进行了激光焊接耦合工艺的热应力分析,得到了优化的焊接工艺条件,并对耦合中存在的应力进行了释放处理,有效提高了输出功率的稳定性。     

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%.     

大功率半导体量子阱激光器及其应用

本文综述了量子阱应变层异质结构的大功率半导体激光器的优化特性，阐述了大功率激光器的一些重要应用，比如用８０８ｎｍ波长的大功率激光器可作为泵浦光源代替庞大的氙灯泵浦系统，还可以用作激光核反应的前级大功率激光漂；大功率半导体激光器发射的波长可以精确地控制在９８０ｎｍ，并能高效率地耗合到光纤中去，有很高的泵浦效率，从而半导体激光泵浦的光纤放大器为光通信技术的发展作了突破性贡献，大功率半导体激光器还在军工     

中国彩色激光电视关键技术取得重大突破

从吉林省科技厅获悉，我国彩色激光电视关键技术研究取得重大进展，形成了从半导体激光器到大功率激光光纤耦合模块、大功率全固态一体化激光器光源，再到激光彩色投影电视的较为完备的技术链。     

航天用光器件可靠性技术及其进展

光器件是航天器最重要的部件,受到世界各国的高度重视。文章介绍了航天用光器件可靠性技术及其进展。为了满足重量轻、低功耗和高可靠性的空间高技术需要,概述了光纤激光器、大功率半导体激光器、HgCdTe红外探测器、光纤陀螺的可靠性技术。重点叙述了可靠性试验技术与标准,可靠性分析与评价,包括光纤激光器和大功率半导体激光器在内的航天用光源的可靠性,有关大功率激光器寿命评估、失效机理、热产生机制与能耗,大功率激光器可靠性与寿命进展,以及提高大功率激光器可靠性得措施。可以肯定,随着可靠性技术的发展,光器件在未来航天领域中将占据越来越重要的位置。     

利用阶梯镜进行半导体激光器光束整形及光纤耦合

文中首先从半导体激光器阵列的发光特性出发,采用阶梯镜对大功率半导体激光器阵列光束进行整形,最后得到一个纤芯为400μm,数值孔径为0.22的单光纤耦合模块,输出功率为33.7W,耦合效率为84.2%.     

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。     

基于偏振复用技术的激光二极管光纤耦合方法

光纤耦合输出的高功率激光二极管(LD)模块作为光纤激光器的抽运源已经得到了广泛应用。为了进一步提高光纤耦合激光二极管输出功率,提出了利用激光二极管输出光束的线偏振特性,采用偏振复用技术,将两只高功率激光二极管输出光束经准直、复合、聚焦的光纤耦合方法。利用光线追迹法,分析了圆柱透镜对激光二极管发散光束的准直特性,并讨论了柱透镜的安装距离对准直性能的影响。根据激光二极管和光纤的相关参数设计了聚焦透镜组。采用这种方法将两只输出波长为980 nm的高功率激光二极管输出光束耦合进数值孔径0.22,芯径100μm的多模光纤中,当工作电流为4.5 A时,光纤激光连续输出功率为6.36 W,耦合效率大于78%。     

大功率固体激光器高效率光纤耦合

光束质量参数对大功率固体激光器光纤耦合系统的设计起着关键作用。大功率固体激光器输出的为多模激光束,引入等效基模光束来计算多模激光束的光束质量是一种有效的方法,并定义包含光斑能量98%的光斑半径为束宽,以此计算多模激光束的光束质量,是准确有效的。结合大功率固体激光器的光纤耦合原理和光束变换理论设计了高效耦合系统,并对系统内透镜的通光孔径及焦距等参量做了数值优化。实验证明,此光纤耦合系统能够进行大功率固体激光高效率耦合,成功地实现了输入功率为2000W时,耦合效率大于94%的激光输出,并给出了光纤耦合的效率曲线及分析。     

半导体激光二极管的光纤耦合技术

将半导体激光二级管（LD）发出的光更高效地注入到光纤中是光纤激光器与光纤放大器研究的先决条件.半导体激光二级管包括二极管单管、条形巴、二维堆栈和二极管阵列等,其各自的耦合技术之间有联系也有区别.分析介绍了有代表性的柱状楔形法、V型槽法、微透镜法等二极管单管与光纤的耦合技术;光纤束耦合法、光束整形法等二极管条形巴与光纤的耦合技术;以及二极管二维堆栈和二极管阵列与光纤的耦合技术等各种光纤耦合技术,比较了这些方法之间的共通点,供今后的研究人员选择和参考.     

提高大功率激光器与光纤耦合效率的新型光腔

提出并实现了一种新型多有源区隧道级联大光腔半导体激光器,增大了半导体激光器激射窗口的高度,得到低于20°的垂直发散角,从而显著提高了激光器与光纤的耦合效率。将其与多种形式和规格的透镜光纤进行测试,耦合效率可以提高30%以上。     

Littman光栅外腔可调谐Yb3+双包层光纤激光器

本文对LD泵浦的光栅外腔可调谐双包层Yb3 光纤激光器进行了实验研究．采用Littman外腔结构，研究了Yb3 光纤激光器的调谐特性．输出激光调谐范围42nm，谱线宽度0．08nm，最大输出功率达到了460mW，斜率效率约30％．并对其输出光功率随波长的变化进行了观测和分析．     

主振荡功率放大激光器中锥度光纤相位共轭镜的实验研究

锥度光纤作为相位共轭镜具有高反射率、高保真度等优点，将3根自制的、规格不同的锥度光纤相位共轭镜应用在重复频率100Hz，脉宽28ns的激光二极管(LD)抽运的高功率脉冲激光主振荡功率放大器(MOPA)系统中，对其受激布里渊散射(SBS)性能以及锥度区尺寸的影响进行了研究。结果表明，芯径大于400μm的大尺寸锥度光纤可以应用于高功率激光系统中，如选择较长的后端光纤长度以及适当的锥度区规格可获得较高的受激布里渊散射能量反射率和输出能量。在应用总长5．2m，锥度区从φ400μm过渡到φ200μm的锥度光纤时，实验获得了高达85％的受激布里渊散射能量反射率和大于21mJ的双通输出能量，激光脉宽被压缩到17ns，最大峰值功率达到兆瓦量级。     

用于LD/PD模块化的自动对准YAG激光焊接系统

LD/PD的模块化及其与光纤的对准(耦合)是使它们成为光通信产品的关键工艺,同时也是LD/PD研究与开发的重要课题.从LD与光纤端面耦合的基本概念出发,系统地介绍了用于LD/PD模块化的自动对准YAG激光焊接系统的工作原理和使用方法.     

1.5kW激光二极管抽运Nd∶YAG薄片激光器

报道了一台输出功率超过1.5kW的激光二极管抽运Nd∶YAG双薄片激光器。设计了四通光学耦合系统,通过优化经微柱透镜准直后光束的发散角,实现了抽运光的近平顶分布。薄片激光介质镀完介质膜后镀Ti,Pt,Au实现金属化,再采用铟焊工艺焊接在铜微通道冷却器上,以提高散热效率和冷却的均匀性。采用两片直径40mm,厚度1.3mm的Nd∶YAG薄片激光介质,在两个二极管激光器阵列抽运下,当每个薄片上的抽运峰值功率为17.7kW,占空比10%时,获得了平均功率1.52kW的准连续激光输出,光-光转换效率达到43%,电-光转换效率超过20%。     

铲形光纤与半导体激光器耦合特性的研究

为了提高半导体激光器与光纤的耦合效率和失配容忍度,提出了利用带铲形微透镜的多模光纤与大功率半导体激光器进行耦合的新技术。采用模场匹配的方法,推导出耦合效率关系。在理论上讨论了耦合时在轴向、倾角的失配容忍度,并在实验中得到了高达78.5%的耦合效率。这一结果对提高铲形光纤的实用性是有帮助的。     

Characteristics of High-power GaAs Laser Beams and Their Coupling with Fibers

The beams of 980nm high-power LDs are analyzed, and the reasons that aspect ratio of LD beams is high are explained. It is certified by the test that cylindrical lens can efficiently compress the perpendicular divergence angle of the beam. Some typical and popular lensed fibers were compared and analyzed according to coupling characteristics. The factors which affect the coupling efficiency and tolerance of the wedged-shaped GRIN tipped lensed fiber are pointed out, and some methods to reduce the coupling loss of the lensed fibers are proposed finally.