| 题名 | 大功率半导体激光器阵列光纤耦合技术研究 |
| 作者 | 牛岗 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-06-11 |
| 授予单位 | 中国科学院长春光学精密机械与物理所 |
| 授予地点 | 长春光学精密机械与物理所 |
| 导师 | 樊仲维 |
| 关键词 | 激光技术 大功率半导体激光器阵列 光纤耦合 微阶梯反射镜 偏振合束 波长合束 耦合效率 |
| 其他题名 | study on the fiber coupling technique for high power diode laser arrays |
| 学位专业 | 光学 |
| 中文摘要 | 大功率半导体激光器阵列光纤耦合器件因其输出功率高、寿命长、转换效率高、体积小等优点而广泛应用到工业、国防、医疗、泵浦固体激光器等领域，是目前激光技术领域的研究热点。由于大功率半导体激光器阵列的快轴方向的发散角远大于慢轴方向的发散角，无法用一个简单的透镜无法实现快轴和慢轴方向的同时聚焦，因此使大功率半导体激光器阵列和光纤的高效耦合成为一个较难解决的问题。 大功率半导体激光器阵列和光纤的耦合技术可以采用两种技术路线:1.利用多根光纤和大功率半导体激光器阵列进行一一耦合后，进行集束输出；2.利用微光学透镜阵列对大功率半导体激光器阵列进行整形、聚焦，最后光束进入单根光纤中输出。第一种方法的优点是：耦合系统相对较为简单，成本低；缺点是：光纤束直径较大，耦合输出的激光亮度和功率密度较低。第二种方法的优点是：在单根光纤中可以输出高亮度、高功率密度的激光，对于加工处理方面、泵浦固体激光器方面、医疗应用方面更方便、实用；缺点是：微透镜阵列的加工难度大，光学系统组件较多，耦合对准精度要求高，成本昂贵。 在本论文中，分别利用两种技术路线对耦合进行了具体分析，并完成了相应的实用化大功率半导体激光器阵列光纤耦合器件。主要内容概括如下： 1、利用自制的楔形面光纤排和大功率半导体激光器阵列直接耦合，得到了耦合效率为81.2%，输出功率为32.48W的LDA光纤耦合模块，光纤束直径为1.1mm，数值孔径为0.12。 2、利用圆柱形微透镜首先对大功率半导体激光器阵列的快轴方向光斑进行压缩，然后利用平端面光纤排和整形后的LDA进行耦合，得到耦合效率大于75％，光纤束直径为1.1mm，数值孔径为0.11的LDA光纤耦合模块。 3、利用微阶梯反射镜阵列对大功率半导体激光器阵列进行整形，然后经过压缩慢轴光斑，最后聚焦到芯径为400 ，数值孔径为0.22的光纤中，输出功率为30W,耦合效率为75%。 4、首先利用微阶梯反射镜阵列对LDA进行整形，然后利用偏振分光镜将整形好的两个LDA进行合束，最后得到输出功率为55.8W，耦合效率约为70％的LDA单光纤耦合模块，光纤纤芯为400 ，数值孔径为0.22。 5、利用波长合束片将两套不同波长并且整形完成的LDA进行波长合束，最后得到输出功率为95.8W，耦合效率约为60％的大功率半导体激光列阵单光纤耦合模块，光纤纤芯为400 ，数值孔径为0.22。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-03-21 |
| 页码 | 135 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/429]  |
| 专题 | 长春光学精密机械与物理研究所_中科院长春光机所知识产出 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 牛岗. 大功率半导体激光器阵列光纤耦合技术研究[D]. 长春光学精密机械与物理所. 中国科学院长春光学精密机械与物理所. 2007. |
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