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.

摘要:

与半导体激光Bar条相比,单管半导体激光器具有光束质量好,寿命长等优点,但由于其输出功率小,故在激光加工等领域的应用受到限制.为提高单管半导体激光器的输出功率,提出了基于偏振复用技术对多个单管半导体激光器进行光纤耦合的方法.首先,将16只808 nm单管半导体激光器分成两个单元,通过空间合束将每个单元上的激光器发出的光合成一路；然后,利用偏振复用技术将两个单元发出的光束再次合束,通过自行设计的聚焦系统将合束后的光束耦合进光纤实现光纤输出,从而提高了半导体激光器光纤耦合模块的功率水平.实验显示,当工作电流为5.8A时,通过芯径为200 μm、数值孔径(NA)为0.2的光纤的输出功率为67 W,耦合效率达到84％.此模块在功率和光束质量方面满足激光塑料焊接等应用的要求.

摘要:

利用阶梯反射镜整形技术和偏振合束及波长合束技术成功将两只波长为808nm和两只波长为980nm的40W大功率半导体激光器光束进行混合,最后得到输出功率为95.8W、耦合效率为60%的双波长大功率半导体激光列阵单光纤耦合模块,光纤芯径为400μm,数值孔径为0.22.