半导体激光器单管准直实验研究

利用高斯光束的ABCD传输矩阵理论分析了LD与自聚焦透镜之间的距离与出射光束远场光斑尺寸之间的关系.通过理论计算可以方便地得到最佳距离,获得较高亮度输出,并进行了实验验证.对平面自聚焦透镜、球面自聚焦透镜和圆柱透镜的准直效果进行了实验比较,最后将自聚焦透镜与LD固定,制做了实用的器件,该器件可以将LD椭圆形光斑转变成线形光斑,快轴、慢轴远场发散角分别为0.1°和2.50°耦合效率86%.     

大功率半导体列阵激光器的偏振复用技术研究

根据大功率半导体激光器输出光束的偏振特性,基于偏振复用的原理,分别利用双折射晶体和偏振合束晶体对两只大功率半导体线列阵激光器进行了偏振合束研究.依据理论计算结果,生长了双折射晶体YVO4,并进行了特殊的光路系统设计,最终实现了偏振复用,功率效率达到66%;利用偏振合束,晶体功率效率为85%.最后,从各方面比较了两种方法的优缺点.     

双平行平面反射镜在激光二极管阵列光束整形中的应用

为了实现激光二极管阵列(LDA)的高亮度光纤耦合输出,设计了一套简单有效的光束整形系统.首先采用快慢轴准直透镜压缩LDA的发散角,然后采用双平行平面反射镜光束整形装置,将压缩后的LDA慢轴方向的光束分为4束(也可以根据需要分为任意多束),并将4束子光束在快轴方向重新排列,最后通过聚焦系统,将整形后的光束耦合进入芯径600 μm,数值孔径0.37的光纤.实验测得双平行平面反射镜整形装置的效率为98.87%,系统的整体效率为77.2%.该整形系统设计简单,效牢高,具有很高的应用价值.     

新型激光二极管列阵光束整形方法

设计并制作了一套简单有效的光束整形系统,用以改善激光二极管列阵器件(LDA)的光束质量,减小快慢轴光束质量积的差别,实现高亮度光纤耦合输出。首先采用快慢轴准直透镜压缩LDA的发散角,然后采用双面分区镀膜的单片平面镜,通过反射和折射将压缩后的LDA慢轴方向的光束分为7束,并将7束子光束在快轴方向重新排列,实验测得整形装置的效率为95.2%。该整形系统设计简单,效率高,具有很高的应用价值。     

An asymmetric broad waveguide structure for a 0.98-μm high-conversion-efficiency diode laser

A novel asymmetric broad waveguide diode laser structure was designed for high power conversion efficiency（PCE）.The internal quantum efficiency,the series resistance,and the thermal resistance were theoretically optimized.The series resistance and the thermal resistance were greatly decreased by optimizing the thickness of the P-waveguide and the P-cladding layers.The internal quantum efficiency was increased by introducing a novel strain-compensated GaAs0.9P0.1/InGaAs quantum well.Experimentally,a single 1-cm bar with 20% fill factor and 900 μm cavity length was mounted P-side down on a microchannel-cooled heatsink,and a peak PCE of 60% is obtained at 26.3-W continuous wave output power.The results prove that this novel asymmetric waveguide structure design is an efficient approach to improve the PCE.     

采用双折射晶体实现大功率半导体列阵激光器偏振复合

根据大功率半导体列阵激光器输出光束的偏振特性,基于偏振复用的原理,利用双折射晶体YVO4进行两只大功率半导体列阵激光器的偏振合束研究.利用按照理论计算值生长的双折射晶体和特殊设计的光路系统实现功率复用效率66%,经过耦合镜聚焦后得到光斑大小为1.25 mm×0.12 mm,功率密度为2.74×104 W/cm2.     

高效率半导体激光器波导层掺杂的优化设计

为获得高效率半导体激光器,理论分析并计算了p型波导层四种不同掺杂浓度分布对器件内损耗、串联电阻、阈值电流以及电光转换效率的影响,由此优化了p型波导层的掺杂浓度分布和厚度。根据计算及优化结果,p型波导层采取线性s杂分布,厚度为0.45μm,制备了腔长1200μm的980nm半导体激光器,其阈值电流为324mA,内损耗为1.62cm-1,串联电阻为136mΩ。当输入电流为1.98A时,激光器的斜率效率和输出光功率分别为1.05W/A和1.74W,对应的电光转换效率从未优化时的54.6%提高到58.4%。     

0.98µm非对称宽波导高效率半导体激光二极管

本文设计了一种新型的非对称宽波导半导体激光二极管结构,通过优化P型波导层以及限制层厚度,器件的内损耗、串联电阻以及热阻得到大大的降低,同时采用GaAs0.9P0.1/InGaAs应变补偿量子阱结构代替GaAs/InGaAs结构,提高了半导体激光器的内量子效率。采用上述措施,半导体激光二极管的电光转换效率得到了很大的提高,当电流为30A时,20％占空比1cm巴条的激光二极管的点关转换效率达到峰值,为60％。实验结果表明：这种波导层厚度不一致的非对称波导结构是提高半导体激光器效率的有效措施