半导体侧泵模块激光晶体内吸收光场分析

建立了半导体侧面泵浦模块中激光晶体的吸收光场分布模型,利用Matlab软件计算了吸收光场的归一化分布形貌,提出了两个重要参数:阵列切向位移量与径向角度偏离度。结果表明:当阵列切向位移量为0~0.5 mm时,晶体相对吸收强度、光场均匀性等参数基本不变;当该数值大于0.5 mm时,吸收强度急剧下降、光场不均匀性急剧增加;相比而言,径向角度偏移对晶体吸收光场分布的影响较小,总体上呈现随着该数值的增加,吸收强度减小、光场不均匀性增加。以上研究结论为目前半导体侧泵模块的研制生产提供了理论指导。     

大功率激光器阵列光场分布测试方法的研究

针对大功率半导体激光器阵列难以进行光场分布测试评价的问题,设计了大功率激光器光场分布测试系统。从测试系统探测器的抗损伤阈值方面,分析了对激光衰减的比例要求,提出了几种衰减的方法,设计了低透射系数高抗激光损伤的衰减方案,并进行逐一的测试比较,得到了理想的衰减效果。结合测试系统要求,完成了大功率半导体激光器光场分布的测试与评价。     

大功率900 nm超大光腔三叠层隧道级联激光器

研制了一款大功率900 nm超大光腔三叠层隧道级联激光器。针对高功率900 nm隧道级联激光器存在的光学灾变损伤(COD)和工作电压高等问题,通过Lastip软件和波导模拟软件,设计并优化了900 nm超大光腔三叠层隧道级联激光器的材料结构。对比扩展波导激光器结构的性能,超大光腔结构提高了三叠层隧道级联激光器输出光功率,降低了工作电压。采用金属有机化学气相淀积(MOCVD)方法生长了900 nm三叠层隧道级联激光器材料,并制作成条宽200μm、腔长800μm的激光器芯片,采用金属管壳封装制成激光器单管。测试结果表明,室温下,在频率10 kHz、脉宽100 ns、工作电流30 A时,器件输出功率约85 W,室温条件下器件老化595 h,输出功率基本不降低。     

激光器阵列光谱合成的模拟研究

将输出光谱包络合理近似为高斯型,以高斯算法为基础,利用计算机软件编写了激光器阵列光谱合成模拟软件,实现了对激光器阵列合成波长、半高宽以及光谱图形的模拟。结果表明：用软件进行光束合成的激光器阵列波长与实际测试的波长基本吻合,但存在一定误差。基于这种情况,对模拟结果和实测结果的误差部分进行分析实验,以验证误差分析的正确性,并将误差重新编写到软件。该模拟软件可以在激光器组装阵列之前对激光器单条进行筛选,找出符合组成阵列波长要求的最佳激光器单条,使得实际生产出的激光器阵列波长与阵列的设计波长基本一致。     

高效率大功率连续半导体激光器

从大功率半导体激光器的工作机理出发,对影响激光器电光转换效率的主要因素,如激光器的斜率效率ηd、阈值电流Ith、开启电压V0、串联电阻Rs以及工作电流I等进行了分析,进而讨论了提高电光转换效率的主要技术途径。通过对应变量子阱大光腔激光器外延材料开启特性的优化、大功率激光器芯片横向限制工艺的改进以及对大功率微通道热沉制作等技术的研究,制作了808nm连续半导体激光器阵列。在工作电流140A时,阵列工作电压为1.83V,输出功率145W,电光转换效率达到56.6%。     

不完全匹配吸收方法测试激光二极管阵列寿命

在激光二极管阵列泵浦高可靠固体激光器的研制和应用中,激光二极管阵列的寿命至关重要.通过搭建不完全匹配吸收固体激光寿命实时监测系统,实现了800 nm激光二极管阵列的寿命测试.实验对固体激光系统输出能量的下降率、激光二极管阵列损毁程度以及激光二极管阵列的功率下降率进行比较分析,同时对比讨论了同批次阵列在常规测试条件下的寿...     

用于激光脱毛的低成本810 nm半导体激光模块

针对国内激光脱毛设备的需求,提出了宏通道加传导散热热沉的散热设计,并采用正交实验方法对影响宏通道散热能力的4个关键参数和3个水平进行了结构优化设计.仿真结果表明,对于该模块,本文设计的宏通道具有和微通道相同的散热能力.使用宏通道加传导散热热沉研制出低成本半导体激光器模块,测试结果表明,与设计值一致,输出峰值功率达到了603 W,波长807.5 nm,整体结构热阻为0.28℃/W,可以满足激光脱毛设备的使用要求.宏通道热沉成功取代了传统的微通道热沉,达到了降低成本的目的.     

二极管侧泵浦激光器的光斑优化研究

随着激光加工市场的逐步扩大,二极管泵浦的固体激光器需求越来越广泛,而晶体热效应所导致的光斑质量问题也越来越不可忽视。介绍了激光二极管侧泵浦激光器的基本结构和制造方法,并详细分析了热效应的起因。提出了调整芯片轴心距和芯片长度等优化光斑质量的技术手段。针对相同泵浦总功率,3.7,4.2,4.7和5.7 mm 4种轴心距及10,15,20和25mm 4种二极管阵列芯片长度,进行温升的模拟,得到了实测光斑效果。通过理论分析与实验对比,最终得到了增加芯片轴心距、增加芯片长度等手段有助于改善模块的光斑质量这一基本结论,为高端模块研发提供了技术思路。     

连续半导体激光器单条阵列老化筛选系统

介绍了用于连续高功率半导体激光器单条阵列的老化筛选系统,通过对积分球采集激光功率进行理论分析,确定了积分球内壳的参数.采用水冷积分球,实现了激光功率探测部分的冷却,同时解决了激光功率采集以及球壳内部散热的问题.利用光电探测器、数据采集卡等硬件实现了激光功率信号的光电转换以及模数转换,基于LabVIEW环境开发了激光功率...     

高功率半导体激光器测试系统

利用SGI40-125AAA型程控直流电源、PCI-GPIB卡、电压表、功率计表以及光谱仪等建立高功率半导体激光器测试系统,并在LabVIEW环境下开发了测试软件,通过软件控制直流电源、功率计表等仪器的触发输出、触发输入实现测试设备的同步工作,在保证测试准确性的同时,实现了快速(每个测试点的工作时间约300 ms)的扫描测试,在测试速度上比多个仪器单独测试有了明显提高。可以实现千瓦级连续工作半导体激光器的光功率P、电压V、电光转换效率η、阈值电流、光谱等参数的扫描测试。建立的测试系统准确度高,扫描速度快,测试软件界面操作方便,显示结果直观、全面。