基于半导体激光短阵列的976 nm高功率光纤耦合模块

• 作者: 刘云 张志军 朱洪波 王立军 秦莉 郝明明
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 半导体激光短阵列 光纤耦合 高功率激光 光学设计 空间合束 偏振合束
• 年，卷（期）: 2013,（4）
• 所属期刊栏目: 现代应用光学
• 页码范围: 895-903
• 页数: 9页
• 分类号: TN248.4
• 字数: 3947字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20132104.0895

摘要

采用12只出射波长为976 nm的传导冷却半导体激光短阵列为发光单元,研制出了百瓦级高功率光纤耦合模块.首先,利用光束转换器(BTS)和柱透镜对每只半导体激光短阵列进行光束整形,使得快慢轴方向光束质量接近并且发散角相同；然后,应用空间合束技术将每6只半导体激光短阵列在垂直方向上叠加,形成一个激光组,并利用偏振分束器(PBS)将两个激光组偏振合束；最后利用优化设计的三片式聚焦镜将激光耦合到光纤中.实验结果表明:该光纤模块的连续输出激光功率可达418.9 W,光纤芯径仅为400 μm,数值孔径(NA)为0.22,由此可得到激光亮度为2.19 MW/(cm2·str).利用Matlab软件分析光纤出射的光束形貌为平顶分布,显示其适合用于金属材料的硬化和焊接等领域.最后测量了模块的光谱,电流从20 A增加到50 A时,激光的峰值波长漂移了6.8 nm,并且在50 A时光谱宽度为4.12nm,表明该光纤耦合模块散热良好.同其它类型激光器相比,本激光模块电光转换效率和出光功率高,适用于材料加工和泵浦光纤激光器等领域.