大功率半导体激光器阵列光束光纤耦合研究

从半导体激光器的光参数积出发，给出了一种集光束准直、整形、聚焦及耦合的高功率半导体激光器阵列光束的光纤耦合方法。推导出了正交的两组准直微透镜阵列的面形公式；计算了准直光束的准直精度和聚焦光学系统参数。作为例子，给出一个光纤芯径为800μm，数值孔径0．37的光纤耦合高功率半导体激光器实验结果．其耦合效率大于53％。     

全固化激光器中的耦合系统—透镜导管的简化设计

用几何光学的方法计算了竭地管的慢轴和快轴方法的光束分布，结果表明，用于固体激光器泵浦的高功率激光二极管阵列的连续分布的激光束通过透镜导后可以获得平滑面均匀的光场分布，基于这种分布，我们设计了两种结构的透镜导管，用激光二极管阵列实验测得未镀抗反膜的透镜导管的耦合效率高达８４％。     

半导体激光器光束耦合效率研究

在远距离无线光通信中,接收点光功率与光束发散角平方成反比。为了获得小的光束发散角和大的功率耦合效率,必须研究光束准直系统与耦合效率的关系。根据非傍轴远场光分布理论,用光线追迹法对半导体激光器光束准直系统中的功率耦合效率进行研究,给出半导体激光器光束耦合效率的计算方法,并进行计算机模拟。这里的研究结果对半导体激光器光束准直系统设计具有一定的指导作用。     

准连续激光二极管阵列泵浦的高功率Nd：YAG激光器

报道了准连续激光二极管阵列端泵浦的高转换效率高功率Ｎｄ：ＹＡＧ激光器。研究了输出功率与占空比及脉宽的关系。在平均输入功率为４．７ｗ时，获得平均输出功率１．９ｗ，光－光转换效率为４０．４％。实验中使用透镜导管作为耦合系统，可以将ＬＤ阵列的大发散角，大发光面的激光束有效地耦合到激光棒的输入端面。     

高功率阵列半导体激光器的光纤耦合输出

采用柱透镜对10单元阵列半导体激光器的输出光束进行了有效收集和预准直及多模光纤之间的耦合实验。激光器采用808nm波长、150μm条宽的发射单元,周期为1000μm,与200μm芯径平端光纤阵列的耦合效率高达75％,光纤输出功率7．5W,分析了影响耦合效率的主要因素。     

LDA端泵浦固体激光器的新型耦合系统--圆锥形导管

报道了一种适用于面阵激光二极管阵列（LDA）的新型耦合系统——圆锥形导管,它利用折射原理压缩出射光束的发散角。在光线追迹的基础上给出了圆锥形导管的传输规律,并用计算机模拟得到了其具有良好的传输特性。结果表明,LDA出射的空间非连续分布的激光束通过圆锥形导管后,在近场可以得到近高斯形的场分布;圆锥形导管不仅具有结构简单和传输效率高的优点,而且较好地均衡了快慢轴2个方向上的光束质量,输出光束具有较小的发散角和光斑尺寸。     

LDA端泵浦固体激光器的耦合系统-空心导管的设计

对高效的用于面阵激光二极管阵列(LDA)的光学耦合系统一空心导管进行了系统地研究。用光线追迹方法描述了空心导管的传输特性,并与透镜导管做了比较。结果表明,面阵LDA出射的空间非连续分布的激光束通过空心导管后在近场可以获得近高斯型光场分布,空心导管不仅兼具透镜导管的特性,而且克服了透镜导管的缺陷,其传输效率为93％。     

透镜导管的优化设计

针对透镜导管出射光线发散角较大的问题,对其结构进行了优化设计。用光线追迹的方法给出了透镜导管的传输规律,通过计算机模拟得到其最佳参数。结果表明,优化后的透镜导管较好地均衡了面阵激光二极管阵列(LDA)出射的快慢轴2个方向上不匹配的拉格朗日不变量,改善了其空间分布不连续的状况,近场输出为近高斯型的场分布,从透镜导管端面出射的激光束发散角为37°,传输效率高达90%。实验结果和理论分析吻合。     

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.     

微透镜提高光纤耦合效率

据我国台湾研究人员报道，把单模光纤的耦合端制成微透镜结构可以提高光纤与激光二极管的耦合效率。实验中，耦合端具有非对称椭圆锥微透镜（AECSM）的光纤与激光二极管（纵横比为5）的耦合效率最高达85％。而且他们制作AECSM结构的技术只需一步即可完成，可重复性好。     

半导体激光器列阵外腔锁相中准直透镜的位置选择

利用傅立叶分解 ,平面波传播的角谱理论和光线追迹的方法讨论了在DLA外腔锁相中准直透镜的位置对系统的影响。通过计算分析找到了一个恰当的位置 ,在使系统实现尽可能大的能量耦合效率的同时降低了系统对各个元件失调的敏感程度。     

High-intensity fibre-coupled diode laser array

An optical fibre that can couple more than 80% of the power from a 100 ?m-wide 10-stripe diode laser array to a 50 ?m core diameter and 0.3 NA optical fibre is demonstrated. Output powers of 850 mWCW and 2.8 W pulsed (200 ns pulse width at 10 kHz repetition rate) are achieved from the output end of the fibre.     

高功率线阵半导体激光器光纤耦合设计

本文通过分析高功率线阵半导体激光器的激光输出特性，设计了一种微台阶反射镜阵列对其进行光束变换，并分别采用几何光线追迹法和高斯光束的ABCD定律，模拟计算了光束变换情况。计算结果表明，本文设计的光束变换系统，可将10mm宽的线阵半导体激光器的输出激光耦合进一根芯径为800μm，数值孔径NA≥0.37的光纤中。     

High efficiency, long working distance laser diode to singlemodefibre coupling arrangement

The authors describe a technique for coupling laser diode (LD) light into a singlemode fibre (SMF) which yields an efficiency as high as 85%, for uncoated micro-optics, with a working distance of 40 μm. The 1 dB excess loss alignment tolerances are ±0.9 and ±4 μm on transverse and optical axes, respectively. This is, to our knowledge, the best optimisation ever reported of the trip]et `coupling efficiency, working distance, and alignment tolerances' for an uncoated fibre micro-optics arrangement     

单管对称侧泵的直角反射镜腔耦合效率分析

一种已获美国专利的LD侧面抽运固体激光器新结构 ,能将一个半导体激光器的输出光分成四份 ,从四个方向对称泵浦激光棒。本文对这种直角反射镜聚光腔泵浦结构耦合效率影响因素进行了理论分析与计算 ,并采用这种聚光腔进行实验 ,得到了初步的结果 ,并对结果进行了分析。     

Novel densely packed laser diode array

A new GaAs/AlGaAs linear diode laser array with a packing density approaching 90% has been fabricated using chemically assisted ion beam etching. Results are presented for arrays which exhibit single-ended optically coated external quantum efficiencies of 71% and a maximum output power of 23 W (quasi-CW) from a 1 mm aperture.<>     

自聚焦透镜用于端泵浦DPL的耦合光学系统

本文用自聚焦透镜耦合ＬＤ输出，解决了需要短焦距、大数值孔径透镜的设计和制方面的困难。提出了计算自聚焦透镜耦合效率的简化模型。用自聚焦透镜和一对正交柱面透镜设计了一个耦合系统，并用该耦合系统端泵浦Ｎｄ：ＹＡＧ棒做了实验。     

腔面低反射大功率半导体激光器阵列

光束质量问题是制约半导体激光器应用的主要因素,采用出光面蒸镀低反膜LD阵列半导体激光器阵列锁相技术较好地解决了这个问题.本文设计并制作了高反膜系和极低反膜系,获得了高阈值的LD阵列.本文的低反膜系有大的带宽和小于0.2%的剩余反射率,易于工艺实现,LD阵列的阈值电流密度达到480A/cm2.     

High-power AlGaInP three-ridge type laser diode array

A three ridge type GaInP/AlGaInP visible light emitting laser diode array grown by AP-OMVPE has been achieved. A pulsed maximum output power of 108 mW is obtained from this laser array without the use of facet coatings. The pulsed threshold current is 290 mA and the external differential efficiency is 0.75 W/A     

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.