百瓦级高亮度光纤耦合半导体激光模块的研制

• 作者: 刘云 宁永强 张志军 朱洪波 王立军 秦莉 郝明明
• 来源期刊: 发光学报
• 学科: 工学
• 关键词: 半导体激光短列阵 光纤耦合 高亮度 光线追迹
• 年，卷（期）: 2012,（6）
• 所属期刊栏目: 器件制备及器件物理
• 页码范围: 651-659
• 分类号: TN248.4
• 字数: 4863字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/fgxb20123306.0651

摘要

用3只976 nm半导体激光短列阵作为子模块,研制出连续工作的百瓦级高亮度光纤耦合模块.首先,利用光束转换器将每个半导体激光短列阵进行光束整形；然后采用空间复用技术将3个半导体激光短列阵在光参数积小的方向上叠加,并利用倒置伽利略望远镜作为扩束器进一步压缩发散角；最后利用优化结构的透镜组将激光聚焦到芯径200μm,数值孔径为0.22的光纤中.测量结果显示:聚焦后激光的发散角为24.8°,焦平面的光斑尺寸为175.2 μm;耦合后测量光纤出光功率可达107W,对应亮度为2.23 MW/( cm2·sr),达到了国内利用列阵进行光纤耦合的领先水平；在工作电流为52.5 A时,电光转换效率为43.1％,远高于全固态等激光器；最后测量本模块在不同驱动电流时的光谱,并以此计算出模块的热阻为1.29 K/W,说明它的散热性能良好.结果表明,本光纤耦合模块适合应用于泵浦光纤激光器、医疗和激光加工等领域.