半导体激光器的最新进展及其应用

在最近十几年来，半导体激光器已成为世界上发展最快的一门激光技术。由于半导体激光器的独特性能，使得它目前在国民经济中展现出了一系列的优点，并已获得了广泛的应用。本文简述了半导体激光器的发展历史，介绍了半导体激光器的重要特征，阐述了目前主要的高功率半导体激光器结构。研究了国内外高功率半导体激光器的开发现状，列出了半导体激光器当前的各种应用，对半导体激光器的发展趋势进行了预测。最后，对发展我国高功率半导体激光器提出了一些看法。     

基于RTOS的二极管驱动电源控制系统

本文介绍了基于嵌入式实时操作系统Small BTOS51的激光二极管驱动电源控制系统设计。简要描述了二极管驱动电源的基本硬件框架及其对控制系统的要求,给出了二极管驱动电源控制系统的硬件结构,基于BTOS的软件设计确保电源输出波动〈0．5％,8小时漂移〈1A。     

双频调制的单环铒光纤激光器的混沌产生和同步

首先通过对单环掺铒光纤激光器的损耗进行双频调制研究其混沌的产生,数值结果表明:通过适当地调节双频正弦信号的幅值和频率,该系统可以进入混沌状态,给出了进入混沌状态的途径和混沌态的参数区间.然后利用混沌信号驱动法研究了双频调制的单环铒光纤激光器的混沌同步,结果表明,无论两个双频调制的单环铒光纤激光器被驱动前处于混沌状态还是周期状态,只要在适当的驱动强度下使最大条件李指数为负,就能实现这两个单环铒光纤激光器的混沌同步.     

808nm半导体激光器的腔面反射率设计

通过对不同腔长的808nm半导体激光器单管进行P-I测试,提取出了材料内部参数,如内量子效率,内损耗、透明电流密度、模式增益等.根据得出的内部参数进行了腔面反射率设计,分析腔面反射率与功率转换效率的关系,得出了关系曲线.进行腔面镀膜实验,把实验值与计算值相比较,二者相吻合.通过这种腔面反射率设计方法,可以得到半导体激光器的最大功率转换效率,从而使其工作于优化状态下.     

基于PID算法的大功率泵浦激光器温控系统设计

设计了一种基于数字PID算法的大功率泵浦激光器温度控制系统,该系统采用ARM2210作为处理器,高精度NTC（负温度系数热敏电阻）和TEC（半导体制冷器）分别作为温度传感器和温控执行元件,并对传统的PID算法和参数进行改进和整定、修正,驱动芯片选用MAX1968,在节省大量电路设计的同时大大提高了温度控制精度和抗干扰能力。实验结果表明：该系统在0～40℃温度范圆内的控温稳定性优于±0．05℃,能够有效抑制LD波长的漂移。     

InGaAs-GaAs脊波导DBR激光器双模运行特性研究

对一种新型InGaAs-GaAs脊波导分布式Bragg反射(DBR)半导体激光器双模运行特性进行了研究.该激光器由1个普通增益区和2个DBR区组成,两DBR区采用均匀蚀刻的Bragg光栅,中间加入50～100 μm的分隔区,以减小两DBR区间的热作用影响.实验发现,在增益区偏置电流强度满足双模(双波长)运行条件的情况下,在分隔区施加一电流Ispace,会对双模调谐特性产生非常大的影响.结果表明:施加适当的Ispace可使双波长的可调谐间隔显著增加,并同时提高2个激射模的边模抑制比;在一定的范围内,较大的Ispace对应较好的双模运行参数.测量了3种几何尺寸样品在多种偏置电流下的双模运行特性,对分隔区长度、Ispace以及两者组合对双模调谐特性的影响作了深入研究.研究结果对改善双波长DBR半导体激光器双模运行特性给出了有用的信息.     

谐振放大结构的大功率Nd:YAG激光器设计及分析

采用一级谐振两级放大的系统结构和激光单元分块设计方法,研制出了工业大功率脉冲固体激光器。在输出平均功率为957 W连续运转2 h后的功率不稳定度为2.5%,光电转换效率为3%,光束质量达到22 mm·mrad,激光耦合进入0.6 mm的光纤,放大级之后最高输出功率达到1125 W。     

LD端面抽运Nd:YLF/Nd:YAG多波长脉冲激光器

报道了一台激光二极管(LD)双端面抽运Nd:YLF和Nd:YAG双晶体串接多波长输出脉冲激光器。在抽运能量40.5mJ,电光调Q重复频率500Hz的工作条件下,获得单脉冲能量约为6mJ的1064nm/1053nm双波长激光脉冲输出,光-光转换效率约为14.8%。相同抽运条件下在腔内插入I类相位匹配LBO晶体作为非线性频率转换器,获得了脉冲总能量为3.6mJ的526.5、529.0、532.0nm三波长同时输出,由抽运光到输出绿光脉冲的转换效率约为8.9%,测得光束质量因子分别为M2x=1.61,My2=1.25。     

单频激光宽频段频率和强度噪声测量技术

报道了一种mHz至MHz宽频段激光噪声的规范测量技术。通过研制基于迈克耳孙光纤干涉仪的相关延时自外差频率噪声测量装置和具有定标功能的光外差拍频测量装置,结合频谱分析仪和快速傅里叶变换分析仪等标准仪器,规范地测量出了单频激光在mHz至MHz宽频段内的频率和强度噪声特性,并验证了测量结果的准确性。该测量技术有望应用于引力波探测和精密测量等应用中的激光噪声评估。     

光时域反射光纤光栅传感系统中双激光器的驱动设计

为了扩大应变测量的范围,提出了使用两个分布反馈式(DFB)激光器作为光时域反射光纤光栅(OTDR-FBG)传感系统的光源的方法,并设计了相应的纳秒脉冲驱动电路和温控电路,得到两个激光器的驱动脉冲宽度分别为3.10 ns和3.18 ns,脉冲幅值分别为4.40 V和4.08 V,温度控制电路精度达到±0.04 ℃。经测试得到的纳秒脉冲和温控精度满足OTDR-FBG传感系统的要求。