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百瓦级高亮度光纤耦合半导体激光模块的研制
  • ISSN号:1000-7032
  • 期刊名称:《发光学报》
  • 时间:0
  • 分类:TN248.4[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]发光学及应用国家重点实验室中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033, [2]中国科学院研究生院,北京100039
  • 相关基金:吉林省科技厅项目(10ZDGG001,20112106,20116011);长吉图项目(2011CJT0003)资助项目
中文摘要:

用3只976nm半导体激光短列阵作为子模块,研制出连续工作的百瓦级高亮度光纤耦合模块。首先,利用光束转换器将每个半导体激光短列阵进行光束整形;然后采用空间复用技术将3个半导体激光短列阵在光参数积小的方向上叠加,并利用倒置伽利略望远镜作为扩束器进一步压缩发散角;最后利用优化结构的透镜组将激光聚焦到芯径200μm,数值孔径为0.22的光纤中。测量结果显示:聚焦后激光的发散角为24.8°,焦平面的光斑尺寸为175.2Ixm;耦合后测量光纤出光功率可达107W,对应亮度为2.23MW/(cm2.sr),达到了国内利用列阵进行光纤耦合的领先水平;在工作电流为52.5A时,电光转换效率为43.1%,远高于全固态等激光器;最后测量本模块在不同驱动电流时的光谱,并以此计算出模块的热阻为1.29K/W,说明它的散热性能良好。结果表明,本光纤耦合模块适合应用于泵浦光纤激光器、医疗和激光加工等领域。

英文摘要:

Three 976 nm diode laser short bars were used as submodule to manufacture high brightness fiber coupled module with CW hundred watts class output power. First, beam transform systems were employed to shape beams emitted from each submodlue; Second, the three beams were stacked in direction of lower beam parameter product by means of spatial multiplexing technology; Finally, the laser was focused into a multimode fiber with 200 p.m core diameter and NA = 0. 22 by optimized lens. Experiment result showed that divergence angle of the focused laser beam was 24.8° and its beam waist diameter was 175.2 μm; laser output from fiber could reach to 107 W, equalizing brightness of 2.23 MW/(cm2 · st), which is a higher level in China. Furthermore, the wall plug efficiency is 43.1% when driving current is 52.5 A, which is far higher than that of solid state laser. Finally the thermal resistance was computed by means of measuring spectrum with different current and the result is 1.29 K/W which indicates favorable heat dissipation of the module. All of the result showed that the module can be used in the field of pumping fiber lasers, medical, material processing and so on.

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期刊信息
  • 《发光学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会发光分会 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
  • 主编:申德振
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:fgxbt@126.com
  • 电话:0431-86176862
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7032
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1116/O4
  • 邮发代号:12-312
  • 获奖情况:
  • 物理学类核心期刊,2000年获中国科学院优秀期刊二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:7320