光纤型半导体激光器线阵工艺研究

采用计算机控制技术、激光器调制技术、光纤耦合技术、微透镜聚焦技术，研究了半导体激光器的线阵．利用线阵组合原理展示了半导体激光器线阵技术的原理和实现过程，扩展了线阵技术在快速成型、显示技术等方面的应用领域．     

半导体激光器光纤耦合设计

由于半导体激光器本身存在固有的缺陷：在平行于p-n结方向（慢轴方向）和垂直于p-n结方向（快轴方向）的发散角不同,这样就限制了其在许多领域的应用。在对半导体激光器光束进行深入的分析后,本文提出利用一种双曲面透镜来对半导体激光器所发出的光束进行多模光纤耦合仿真,结果可以得到87.652%的耦合效率。     

双曲面微透镜高功率半导体激光器光纤耦合

本文对半导体激光器与多模光纤耦合问题进行了研究.对利用双曲面微透镜进行半导体激光器光纤耦合的方法进行了理论分析,提出了利用两个半柱型透镜代替双曲面透镜的计算模型,通过计算在理论上进一步验证了这种透镜对半导体激光器快轴和慢轴同时准直的效果.并利用这种双曲面透镜对发光面积为1μm×100μm的半导体激光器与芯径50μm的多模光纤进行耦合实验得到总耦合效率为74%.     

高功率单管半导体激光器光纤耦合技术

高功率半导体激光技术的快速发展使得单元器件性能实现了重大突破,但在光束质量上仍存在较大的缺陷,难以同时得到较高的输出功率和亮度。探索将激光器快慢轴分别准直后直接耦合进入光纤,既可以避免使用到复杂光学系统又可以获得较高的输出功率。实验选取四只工作电流为2A,输出功率分别为1.636W、1.662W、1.659W、1.643W的980nm的单管半导体激光器作为光源,通过空间合束技术耦合进芯径200μm、数值孔径0.22的光纤中,输出功率3.41W,光纤耦合效率为51.7%。     

半导体激光器与半锥形多模光纤耦合效率的分析

结合半导体激光器和多模光纤的特性，通过对高斯光束的发散特性的分析，利用光线迹踪法，从数值上得到半导体激光器与半锥形多模光纤耦合效率与锥形结构的关系，为制造半锥形多模光纤提供了理论依据，给出了一种易实现、高耦合效率的耦合新方法。     

高亮度小芯径半导体激光器光纤耦合设计

为了获得高亮度的半导体激光器,采取6只单管半导体激光器芯片进行等光程排列,波长为940nm,芯片腔长3.5mm,发光区尺寸1μm×30μm,快轴发散角30°,慢轴发散角10°,功率为6W。设计光学系统,使合束光束BPP_(laser)BPP_(fiber),满足与小芯径50/125μm多模光纤进行高亮度、高效率耦合的要求。光纤输出亮度达到44.3MW/(cm~2·sr)。     

双包层光纤激光器及其在军事中的应用

高功率双包层光纤激光器是国际上新近发展的一种新型固体激光器件，它具有散热面积大、光束质量好、体积紧凑等优点。在简要介绍高功率双包层激光器的原理、特点以及发展现状的基础上，介绍了中科院上海光机所在半导体泵浦技术、光纤耦合技术及光纤激光器方面的主要研究成果；讨论了光纤激光器在军事上的应用，重点分析了光纤激光器作为空间激光武器的可能性；最后给出了实现高功率单模激光输出的技术方案。     

窄线宽半导体激光器谱宽测试技术研究

提出一种新颖的窄线宽半导体激光器测试技术-延迟光纤干涉法。利用部分相干光理论推出延迟光纤干涉的计算公式,通过模拟计算,总结出采用这种技术的测试方法,建立了实验系统,对实验结果进行数据分析,证明了这种新的测试技术方案是正确可行的。     

光纤激光器的研究及其进展

介绍目前具有良好应用前景的光纤激光器的结构、原理和工作特性,简述了光纤激光器的发展趋势.     

线阵列半导体激光器高效激励源研究

针对40W连续工作的线阵列半导体激光器激励源进行设计和研究,通过同步整流技术、软开关技术及负载点的高效理念,实现DC/DC转换电路的高效及恒流电路的高效,最终实现激励源的高效。电流为30A时,转换效率为90.5%;电流为50A时,转换效率为86.4%。     

激光二极管叠层阵列的光束特性研究

本文对激光二极管叠层阵列的光束特性进行了研究．基于二阶矩定义,对激光二极管叠层阵列光束的光束质量(M^2因子)、束腰宽度、远场发散角和内禀像散不变量等光束特征参数作了理论推导和分析．     

半导体激光阵列快轴准直特性

为解决大功率半导体激光阵列快轴准直镜装调缺乏定量研究的问题, 利用光线传输矩阵法和CCD成像法, 获得其准直后光束的指向和发散角.对比半导体远场特性分析仪测量准直后的残余发散角可知, 利用光线传输矩阵法和CCD成像法测量角度, 测量误差可以控制在13%以内, CCD成像法可作为调整半导体激光阵列准直的有效监测手段.同时, 测试6个自由度上准直镜的位置对快轴准直的影响, 分析各轴上准直镜位置的允许偏差量, 为全自动装调快轴准直镜的算法优化提供了实验基础.结果表明:快轴准直镜装调对各轴运动精度要求不同, 尤其对y轴运动精度要求最高.     

半导体激光列阵慢轴准直和聚焦特性

采用2块柱面透镜组成的望远镜系统对一个输出功率300 W的大功率半导体激光堆栈慢轴进行准直和聚焦,此堆栈由5个输出功率为60 W的列阵堆叠组成,中心波长808 nm.测量了由不同焦距的柱面透镜组合的光路聚焦后的腰斑直径,比较了柱面透镜的面型参数对腰斑直径的影响.使用Zemax软件模拟了光路,分析了系统的像差.在准直镜焦距f₁=200 mm,聚焦镜焦距f₂=100 mm时,光斑功率密度为3.05 kW/cm².在316L不锈钢的辐照实验中,材料表面出现蒸发沟槽,熔化区深宽比约为0.5.     

基于波长复用技术的激光二极管光纤耦合方法

采用波长复用技术的激光二极管（LD）光纤耦合方法,将两个不同波长的高功率LD通过准直、波长复合、聚焦经光纤耦合以实现大功率高效率输出。用直径200μm的裸石英光纤对LD输出光束进行准直,根据波长复用的基本原理,设计了波长耦合器件,根据LD和光纤的相关参数设计了聚焦透镜组,将两只波长分别为808nm和980nm、发光面积为100μm×1μm、单管的连续输出功率2W的高功率LD通过上述方法耦合进数值孔径0.22、芯径100μm的多模光纤中,在工作电流为2.5A时,808nmLD和980nmLD总的连续输出功率为4.05W,光纤激光连续输出功率为3.33W,总耦合效率大于82%。     

分布反馈光纤激光传感阵列结构优化

为解决分布反馈光纤激光传感阵列功率一致性的问题,建立了分布反馈光纤激光波分复用阵列输出功率预测模型,采用差值寻优法对激光器进行排序,并通过在阵列尾部增加980nm反射镜进一步提高了阵列的功率均衡水平,实现了阵列结构优化。实验结果表明,优化后的阵列功率波动水平明显改善,有效地解决了阵列末端信号解调效果差的问题,扩大了阵列实际复用容量,提高了组阵效率。上述方法对大规模分布反馈光纤激光器传感器阵列的结构设计具有借鉴价值。     

基于激光快速成形技术的微型血泵模型机研制

介绍了激光快速成形技术的基本原理和方法，通过血泵模型机的设计和制备，研究了利用该项技术制造复杂的螺旋叶片零件的基本方法和技术，并对加工零件产生的误差进行了分析，认为激光快速成形中的分层技术和树脂材料会引起尺寸精度误差，同时，分层技术还会引起螺旋叶片表面的形貌误差。     

注入式半导体激光二极管的传输函数

根据电光耦合速率方程提出了注入式激光二极管的小信号——电光等效电路模型，并据此推导出激光二极管小信号传输函数，所得结果物理意义清楚，对以注入式半导体激光器为基础的光电系统和光纤系统的工程设计、分析很有意义。