基于组合模理论设计的激光二极管阵列外腔

针对激光二极管阵列提出了“组合模”慨念,计算了组合模的远场分布,每个组合模在远场的空间分布呈双瓣结构,基于激光二极管阵列组合模的远场分布特征,设计了离轴外腔反馈的激光二极管阵列,运用此装置所获得激光二极管阵列的远场分布有了明显变化,与自由运转的激光二极管阵列相比,离轴外腔反馈的激光二极管阵列远场宽度减少了4.3倍,在抽运电流为16 A时,测得输出激光的功率1.82W,这相当于相同电流下自由运转激光器输出功率的79％.组合模理论不仅可以用来指导设计一维离轴外腔反馈激光二极管阵列,而且也可以用于设计二维离轴外腔反馈激光二极管阵列.二维离轴外腔反馈激光二极管阵列可以产生高功率,高光束质量输出的激光.     

改善高功率激光二极管阵列光束质量的一种新方法

根据波导模理论，推导了高功率激光二极管阵列的远场分布，根据其分布特点，设计了一种离轴外腔.运用这种外腔，在工作电流为17A时，光束的束宽积从自由运转时的1100mm·mrad减小到128mm·mrad，二极管阵列的光束质量提高了8.5倍左右，输出功率约为自由运转时的75%.     

窄线宽、高光束质量的外腔双反馈激光二极管阵列(英文)

设计了一种离轴双反馈外腔能够有效地改善激光二极管阵列的线宽和光束质量。闪耀光栅和高反镜之间形成了一个共振腔。通过调整光栅和高反镜之间的倾角可以选定一个空间模在共振腔中放大。将一个半波片插入外腔中的光栅反馈支路,来控制反馈光的数量,激光从光栅反馈支路输出。运用这项技术,在工作电流16 A,可以把激光二极管阵列的输出线宽压缩到0.15 nm,光束束宽积减小到283 mm.mrad。由于光栅的锁定作用,中心波长几乎不随温度的变化而改变。在工作电流17A时,输出激光的功率为2.44 W,斜率效率为0.5 W/A。     

基于空间滤波的光纤激光被动相位锁定技术研究

基于空间滤波的被动相位锁定,对掺Yb光纤激光阵列的相干组束进行了理论和实验研究.分析了基于空间滤波光反馈相位锁定的原理,研究了远场相干光斑Strehl比与激光波长及光谱带宽的关系.建立了二维四路掺Yb光纤放大器阵列的被动相位锁定实验系统,实现了稳定的相干耦合激光输出,远场光斑Strehl比为0.77.测得输出激光光谱中单个纵模的带宽约为9.1 GHz,与理论计算符合较好. 关键词： 光纤激光 相干合成 环形腔     

体布拉格光栅外腔实现激光二极管阵列同相模输出

 采用体布拉格光栅作为商用二极管激光阵列外腔,通过将每个单元发出的光反馈回相邻单元实现了外腔锁相。采用这种方法对发光单元宽度为100 μm、周期为200 μm,由49个单元构成的二极管阵列进行了外腔锁相实验,在远场获得了高光束质量、窄带宽的稳定输出。二极管激光阵列自由运转下功率为15 W,经外腔锁相后输出功率为3.67 W,对应光束远场发散角1.47 mrad, 光谱的峰值半宽由1.7 nm压窄到0.17 nm。     

808 nm激光二极管阵列波长光束组合20 W输出

 基于多波长光束组合技术,利用光栅的衍射和外腔的反馈,将激光二极管阵列(LDA)发光单元锁定在不同的波长上,以近似平行光束沿光栅的-1级衍射方向组合输出,改善LDA输出光束质量。实验采用发光单元宽度为100 μm、周期为500 μm,由19个单元构成的1 cm普通商用LDA,在连续运行最大注入电流60.6 A时,自由运转输出功率49.8 W时,获得功率为20.1 W的组合光束稳定输出,其光谱宽度为15 nm,对应的远场发散角由约70 mrad变为1.66 mrad,改善后光束质量因子约为32,其值与单个发光单元的光束质量相当。     

二极管激光阵列在Talbot外腔中同相模的选择

 从理论和实验上对二极管激光阵列在Talbot外腔中的锁相进行了研究。在同相模和异相模近场分布的基础上，利用1维情况下的菲涅耳衍射公式计算了其远场分布。根据同相模和异相模在Talbot腔中的分布特性，采用1/2 Talbot腔并将外腔镜倾斜一个角度a的方法既能选择同相模，又能使模式的功率损耗最小。二极管激光阵列芯片采用CD金刚石材料,“三明治”结构对其进行封装，明显地减小了阵列的“smile”效应。在实验中实现了二极管激光阵列同相模的锁相输出，远场单瓣模的半高全宽为0.11 mm。     

二波混频高功率单频窄线宽光纤激光器

设计并制造了一种基于二波混频的高功率单频窄线宽光纤激光器.激光器采用长线形腔结构,以Er3+/Yb3+双包层光纤作为增益介质,利用输出信号光分束反馈注入,与腔内振荡激光混频干涉,形成分布的增益光栅与折射率光栅共同作用选模,获得稳定的1550.63 nm单频高功率激光输出.在975 nm多模激光二极管(LD)抽运下,激光...     

双峰远场结构的激光二极管阵列光场传输特性

提出了一种描述激光二极管阵列(Laser Diode Array,LDA)双峰远场结构的光场新模型,该模型同时考虑了激光二极管阵列垂直于结平面大发散角的传输特性,基于亥姆霍兹方程的远场解,运用非傍轴光传输理论分析,得到描述激光二极管阵列远场光分布模型,其结果与实验测量结果吻合较好.     

分布反馈光纤激光器阵列中外腔反馈特性研究

以半导体激光器中的复合腔模型和实测的分布反馈光纤激光器的外腔端面反射率为基础,对不同反射率条件下分布反馈光纤激光器的输出功率进行了仿真,同时搭建了二基元分布反馈光纤激光器阵列实验平台,对仿真结果进行了验证.仿真与实验结果表明:外腔反馈光重新注入分布反馈光纤激光器会增加激光器的输出功率,降低了阵列的输出功率平坦性.并且外腔端面反射率越大,这种平坦性降低的效果越明显.在构建分布反馈光纤激光器阵列时,应考虑外腔反馈对阵列输出功率平坦性造成的影响,尽量选择外腔端面反射率较小的激光器进行组阵.     

Coherent beam combination of broad-area laser diode array using off-axis external cavity with double feedback

In this letter, we demonstrate coherent beam combination of laser diode array using the external Talbot cavity with double feedback. The double feedback elements consist of grating and high-reflection plane mirror. Compared with single high-reflection plane mirror feedback, the external Talbot cavity with double feedback reduce the number of interference strips in the far-field pattern and narrow spectral line-width of the laser diode array. The results indicate that the application of the external Talbot cavity with double feedback produces a clear far-field interference pattern. In addition, line-width is reduced to 0.15 nm full-width at half-maximum (FWHM).     

Study on a broad-area laser diode with external cavity feedback

The external cavity feedback of a broad-area laser diode is investigated. In Fourier optic methods, the inserted prism in an external cavity can be interpreted as a spatial filter in the Fourier plane of the laser diode. The transverse mode can be selected by changing the position of the filter. As the result of a self-consistency theoretical analysis, the output beam of the external cavity has a single-lobed far-field profile. It agrees well with the experiment result. The beam times-diffraction-limit-factor M² is measured to be 1.16.     

Single-lobed Near Diffraction-limited Beam from 1W Laser Diode Array with an External Cavity

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｌａｓｅｒａｒｒａｙｓｈａｖｅｒｅａｃｈｅｄｈｉｇｈｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｏｆｓｅｖｅｒａｌＷｉｎｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｗａｖｅｏｐｅｒａｔｉｏｎ[1] ,ｂｕｔｄｕｅｔｏｔｈｅｐｏｏｒｓｐａｔｉａｌｃｏｈｅｒｅｎｃｅａｎｄｂｅａｍ ｐｒｏｆｉｌｅ ,ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｒｅｌｉｍｉｔｅｄ .Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｓｐａｔｉａｌｃｏｈｅｒｅｎｃｅ,ｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｍｏｄｅｓｍｕｓｔｂｅｒｅｄｕｃｅｄ ,ｗ…     

Single-lobed Near Diffraction-limited Beam from 1W Laser Diode Array with an External Cavity

Abstract　An external cavity for the laser diode array with a conventional mirror in what we call two-time self-injection operation is presented. The external cavity consists of two lenses, a flat external mirror(EM) in the image plane of the array and a prism that is used as an output coupler. The single-lobed near diffraction-limited far field beam of a 1 W 10-stripe gain-guided LD array lies at 6.4°～9° with the external cavity operation in two-time self-injection mode, whereas at 2.5°～3.0° for its normal feedback operation. The width of the far field beam (FWHM) is 0.43° and 0.63° at driving current of 2 and 3.2 ×Ithr, respectively, much narrower than that in normal feedback operation, but at the expense of lower output power. The output of the system is very stable and insensitive to the tilt and position of the EM.     

采用多波长光束组合改善二极管激光阵列的光束质量

 基于多波长光束组合技术，利用光栅的衍射和外腔的反馈，将二极管阵列的发光单元锁定在不同的波长上，相邻单元的出射光波长有微小的差异。从外腔耦合镜输出近似平行的光束，其光束质量等同于单个发光单元的光束质量,而组合光束亮度随着组合光束个数定标放大。实验中采用发光单元宽度为100 μm、填充因子为0.5、由49个单元构成的1 cm 阵列获得功率为2.39 W的输出光束，其光谱宽度为27 nm，远场光斑的直径为0.08 mm，对应的远场发散角为1.2 mrad，其光束质量因子约为28，与单个发光单元的光束质量相当。     

External Cavity Tuning of Coherent Quantum Cascade Laser Array Emitting at ～7.6μm

An external cavity quantum cascade laser(QCL)array with a wide tuning range and high output power is presented.The coherent QCL array combined with a diffraction grating and gold mirror is tuned in the Littrow configuration.Taking advantage of the single-lobed fundamental supermode far-field pattern,the tuning capability of 30.6 cm~(-1)is achieved with a fixed injected current of 3.5 A at room temperature.Single-mode emission can be observed in the entire process.The maximum single-mode output power of the external cavity setup is as high as 25 mW and is essential in real applications.