超大功率二维半导体激光列阵并路自适应稳模技术

• 作者: 曹捷 曾岚 林为干 胡渝 胡诗杰 荣健 董吉辉 蔡然 蔡贵顺 薛蔡 陈建国
• 来源期刊: 发光学报
• 学科: 工学
• 关键词: 超大功率二维半导体激光列阵 基超模 1/4 Talbot外腔镜 形变 并路自适应稳模
• 年，卷（期）: 2007,（6）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 895-903
• 页数: 9页
• 分类号: TN248.4
• 字数: 5309字
• 语种: 中文

摘要

半导体列阵量子效率高,输出波长范围涵盖 570～1 600 nm,工作寿命可达数百万小时,叠层列阵可提供超高功率激光输出,在工业、医学等很多领域具有非常广阔的应用前景.但列阵在自由运行时,各发光单元发出的光是不相干的,输出质量差,采用1/4 Talbot外腔镜耦合技术,列阵实现了空间锁相最高阶超模,然而唯有基超模远场分布是中心单瓣结构,输出接近衍射极限.为得到最小谱宽、最小发散角、最大功率密度输出,必须将外腔镜倾斜β=λ/2d(λ为工作波长,d为列阵周期),这使得仅有基超模光能成像于发光单元内而被允许振荡.应用此技术于超大功率二维半导体列阵相干锁相时,尽管冷却子系统保障了持续出光,但一段时间后,残余热效应等将导致外腔镜发生随机形变,使β漂移超过阈值使基超模失配,非基超模振荡使远场为非中心单瓣结构,极大地恶化了输出质量.可见,必须适时补偿β漂移,为此,在列阵超模选择稳定性分析基础上,研发了并路自适应稳模技术,并由置于特定结构中的传感探测光源、微透镜等构成的传感探测子系统、补偿子系统实现.试验结果显示,β漂移被及时感知补偿,基超模光稳定占优地成像于发光单元内,使输出光质量高,列阵性能被有效增进,在满足有高品质需求的应用上意义重大.