ag体育官网:大功率半导体激光器光纤耦合技术详解

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1 .前言近年来,高功率光纤激光其优异的性能越来越受到人们的尊敬和关注,普遍应用于工业加工、空间光通信、医疗和军事等各个方面,其迅速发展是相当程度上大功率高亮度半导体激光技术的变革所致忽略不计,半导体激光泵的高功率光纤激光(DPFL )的发展也产生了高功率半导体激光技术,特别是高功率半导体激光光纤耦合技术的变革。 由于单管半导体激光器(LD )的输出被限制在几瓦级,接近于拒绝高功率光纤激光器的激励光源,因此为了得到更大的输出,需要使用具备多个闪烁单元的激光二极管阵列(LDArray ) 激光二极管阵列根据结构形式而不同,如图1(a )和(b )右图所示,分为线阵列(LDBar )和面阵列(LDStack )。 LDBar的输出通常是几十瓦到一百瓦级,LDStack的输出通常是几百瓦。

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无论是单管LD还是LDArray,由于其固有结构的特征,半导体激光器存在光束会聚角小、输入光束点不平面、亮度不高等问题,给高功率光纤激光器作为泵光源的实用化带来相当大的困难和不便一个好的解决问题方法是将半导体激光器耦合到光纤输入,利用光纤的灵活传输,减少使用的灵活性,可以彻底提高半导体激光器的输入光束质量。 图1(a)LDBar和(b)LDStack高功率半导体激光器阵列的光纤耦合技术作为高新技术,具备高技术含量,是半导体材料、光纤光学技术、显微光学技术、显微微细加工技术和耦合PCB技术等重要单元迄今为止,高功率半导体激光器阵列的光纤耦合技术主要采用光纤束耦合法和微光系统耦合法两种技术路径。

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以下,主要以LDBar光纤耦合技术为例,详细说明这两种方法。 2 .高功率半导体激光器阵列光纤耦合技术2.1光纤束耦合法(也称为光纤阵列耦合法)是早期使用的光纤束耦合技术,结构简单,耦合效率高,各闪烁元件的间隙影响整体的光束质量和成本该方法是将LDBar的各闪烁体单元接收到的光束在微光学系统中沿慢轴方向展开光束和传输后,与完全相同数量的光纤阵列一对一耦合,然后在光纤束射出端用光纤束展开陀螺输入,如图2右图所示-ag体育官网。

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