激光二极管线阵和列阵的极限输出参数

引言目前以下面三个方向的发展决定了激光二极管线阵和列阵方面的进展：生长量子尺寸半导体多层膜异质结构的MOS-氢化物外延工艺，制造元件散热的高热导率和其它给定性质的新材料和液体冷却的高效散热器工艺。在MOS-氢化物外延方面最复杂和重要的课题是提高激光异质结的总效率，因为正是这个参数（它暂时不高）限制了激光器的准连续和连续振荡的极限输出功率。在这方面达到的良好结果是，辐射区宽度为100μm的条型激光器在980μm波长得到的连续波光功率为8．1W[1]。二极管反射镜上的光功率密度为15MW／cm2，效率为59％。文献[2]的效率达…     

半导体激光器线阵光束扭转对称化的实验研究

利用双焦望远系统和扭转柱透镜系统实现了半导体激光器线阵(LD-bar)的扭转对称化，对称化后的光束在x和y两个方向的光束宽度、发散角和光束参量积接近相等，极大地改善了半导体激光器线阵光束的不对称性和像散特性，进行了以上变换的理论分析和实验研究。作为应用实例．用对称变换后的光束进行了抽运固体激光器的实验，激光器基模输出的效率比用不变换前的光束有明显提高。     

高功率线阵半导体激光器光纤耦合设计

本文通过分析高功率线阵半导体激光器的激光输出特性，设计了一种微台阶反射镜阵列对其进行光束变换，并分别采用几何光线追迹法和高斯光束的ABCD定律，模拟计算了光束变换情况。计算结果表明，本文设计的光束变换系统，可将10mm宽的线阵半导体激光器的输出激光耦合进一根芯径为800μm，数值孔径NA≥0.37的光纤中。     

重复率激光二极管线阵光谱特性研究

1引言发射波长在780~810nm区的大功率注入式激光二极管线阵广泛用于抽运含Ho、Ho/Tm和Nd的激活介质，并在工艺和医学有许多重要应用。研究了用改良液相外延法在四元化合物InGaAsP激光线阵的振荡光谱。激活区含铝能达到所需要的激光波长，但会形成降低线阵寿命和功率的缺陷[1，2]。改良的液相外延法使用质子轰击，制成许多平行电绝缘辐射区或者发射器。研究了长5~6mm、腔长L=670mm、间隔400~500mm的激光线阵样品。与连续辐射相比，这种形状的异质结构可望能增加时空稳定性。除平均输出功率外，激光线阵的主要质量判据还有振荡光谱的稳定…     

相干阵激光光束普适性传输因子的研究

研究了子光源为基模高斯光束的相干阵激光光束的传输特性.通过理论模拟不同传输距离处光束横截面光强分布,同时分析主瓣与旁瓣峰值光强的比值随传输距离的变化规律,提出了无纲的相干阵激光普适性传输因子α.当0＜α＜0.85时,随着a值不断增加,相干阵激光光束传输特性逐渐偏离Talbot效应,光束横截面光强极大峰数目逐渐变少;尤其...     

垂直叠阵半导体激光器输出光束均匀化的研究

本文针对垂直叠阵半导体激光器提出了基于棱镜锥体的光束均匀器件,利用软件ZEMAX仿真了具有正方形和正三角形输出端面的棱镜锥体输出光束特性,研究表明,正三角形输出端面棱镜锥体可以实现均匀的光强分布,并且快慢轴方向上的光束发散角度近似相等。     

大功率线阵激光二极管侧面抽运Nd∶YAG激光器特性研究

对激光二极管(LD)抽运固体激光器中大功率线阵激光二极管三向对称侧面抽运的漫反射腔结构进行了研究。激光器使用Nd∶YAG作为激光晶体,电光器件材料为KD*P晶体,漫反射体为陶瓷材料。实验表明,抽运光的利用率和均匀性有较大提高。在重复频率为10 Hz下,实现了脉冲宽度8 ns,最大平均功率为近2 W的1064 nm红外激光输出,激光器的效率有显著提高。     

大功率线阵激光二极管侧面抽运Nd:YAG激光器特性研究

对激光二极管（LD）抽运固体激光器中大功率线阵激光二极管三向对称侧面抽运的漫反射腔结构进行了研究。激光器使用Nd：YAG作为激光晶体，电光器件材料为KD^＊P晶体，漫反射体为陶瓷材料。实验表明，抽运光的利用率和均匀性有较大提高。在重复频率为10Hz下，实现了脉冲宽度8ns，最大平均功率为近2W的1064nm红外激光输出，激光器的效率有显著提高。     

衍射微透镜阵列用于面阵半导体激光光束匀化

提出了一种用衍射微透镜阵列对面阵半导体激光光束进行匀化的方法,解决了折射型微透镜阵列难于实现高填充因子、高精度面型的难题。基于标量衍射理论,设计了具有多阶相位结构的衍射微透镜阵列,推导了半导体激光从输入面到输出面的光场计算公式。数值模拟了非成像型微透镜阵列光束匀化系统,并对其进行了实验验证。当衍射微透镜的口径为0.125mm,相对孔径为0.1,相位台阶数为8时,测得焦斑在快轴方向的不均匀性为12.34%,能量利用率为96.6%;慢轴方向的不均匀性为5.42%,能量利用率为95.74%。实验结果与理论模拟的结果吻合,验证了衍射微透镜阵列光束匀化系统模型的可行性。     

半导体激光器光束特性的计算机模拟与实验研究

为建立一套快速、准确的测量系统以适用于半导体激光器中、大规模生产的测试要求,利用有限元差分数值模拟方法对半导体激光器光束的近、远场分布,发散角等作理论模拟,利用测量系统对其光束的近远场分布、发散角等进行测量。最后提出相应方案处理测量结果以减小误差。与一般测量光束参数的系统相比,该测量系统具有兼顾简单快速与准确的优点。     

用圆柱透镜准直半导体激光光束的分析

根据光线传输的基本原理 ,讨论了半导体激光器快轴方向发散光束通过圆柱透镜后的准直特性以及光强分布的改变 ,为正确认识和使用微圆柱透镜改善半导体激光快轴方向光束的发散提供了理论依据     

多棒串接固体激光器输出光束发散角的研究

分析了输出耦合镜和热透镜效应对激光器输出高斯光束发散角的影响.首先对等间距腔型和对称腔型双棒串接固体激光器输出高斯光束的发散角进行了比较,然后分别计算和讨论了单棒、双棒和三棒对称腔型固体激光器输出多模高斯光束发散角与热焦距的关系.     

脉冲半导体激光器光束并合技术研究

为了提高脉冲半导体激光器达到远场的能量密度,提出采用多个脉冲半导体激光器并合的方法来解决。介绍了光束并合的原理,并且就影响光束并合的因素进行了理论分析与推导,然后采用Matlab模拟分析了各个激光器出光时间同步性对光束合成功率密度与脉宽的影响,以及采用Zemax仿真分析了各个激光器间的轴线平行性以及激光器与准直系统间的同轴性对合成光斑质量的影响,最后通过具体的距离选通实验,验证了光束并合是一种有效地图像提高远场能量密度的手段。     

量子阱激光二极管泵浦单块Nd∶YLF激光器

用多量子阱激光二极管列阵(MQW-LDA)泵浦单块Nd:YLF激光器,脉冲工作,获得1.047μm的线偏光输出。阈值泵浦功率6.8mW,斜率效率为24％,输出脉冲能量达6.7μJ;用增益开关获得50mW的峰值功率输出。理论计算了泵浦阈值、斜率效率,获得了增益开关的数值解结果,与实验基本一致。     

激光二极管光束整形技术

阐述了对LD输出光束进行整形的必要性。在国内首次对目前常用的一些典型的光束整形技术的整形原理、关键技术及整形效果进行了分析、比较和评价。     

激光二极管光束质量评价方法

讨论了几种常见的光束质量评价方法,并分析了这些方法在对激光二极管光束质量进行评价时的局限性.分析了影响激光二极管光束利用透镜进行准直的难易程度的主要因素,给出了一种新的光束质量评价标准lθ5(l是发光源在平行于结平面方向的长度,θ是光束在垂直于结平面方向的发散角)较好地反映了在实际工程应用中光束准直的难易程度,此值越小光束越容易准直.并且还给出了一个参考值,当光束的lθ5值低于此值时,此光束可以被较好地准直而不引起较大困难.     

用于半导体激光器的棱镜组光束整形方法

随着半导体激光器应用的日益广泛,半导体激光的光束质量在二维方向极不均衡的特点限制了它的应用范围.采用一种等腰直角棱镜组的整形方法,可实现二维方向的光束质量均匀化.实验中整形后快慢轴的光束质量比较接近,整形效率达到90%.经过整形的半导体激光器可以作为高功率固体激光器和光纤激光器的抽运源使用.     

二极管激光光谱合束技术实验研究

为了研究基于光栅-外腔的二极管激光阵列光谱合束,利用存在离轴像差情况下耦合效率模型,数值模拟了系统各参量对耦合效率的影响,可知耦合效率随着离轴距离和横模阶次增加而下降;单个单元将被压窄至0.05nm。应用光栅-外腔实现了单条二极管激光阵列光谱合束,获得了10.1W的连续输出,斜效率为0.45W/A,慢轴方向光束质量因子Mx2=17.6,整个阵列的光谱被展宽到15nm,单个单元的线宽被压窄到0.1nm。结果表明,光谱合束能改善二极管激光阵列的光束质量,压窄单个单元的线宽。     

半导体激光器特性对衍射测量影响的理论分析

半导体激光器发出的是一束发散的椭圆形高斯光束，并具有温度依赖性。本文以细丝衍射测量系统为例，讨论半导体激光器上述特性对测量精度的影响，并提出消除这些影响的方法。     

双曲柱面-平面透镜对半导体激光光束的准直性能

根据光线传播的基本原理,位于偏心率恰为相对折射率的双曲折射面外侧焦点上的点光源所发出的发散光,经折射后可成为较为理想的准直光束、因而可以制作用于半导体激光二极管条快轴方向准直的双曲柱面-平面透镜。本文通过计算和推导,用解析式表达并讨论了半导体激光器快轴方向发散光束通过双曲柱面-平面透镜后的半宽度、光强分布和光能转换效率,为正确认识和使用微双曲柱面-平面透镜改善半导体激光快轴方向光束的发散,提高光束质量提供了理论依据。