红外与激光工程
2022, 51(6): 20220055
1 长春理工大学 光电工程学院 光电工程国家及实验室教学示范中心, 长春 130022
2 中国科学院半导体研究所全固态光源实验室, 北京 100083
3 中国科学院半导体研究所光电系统实验室, 北京 100083
设计并实现了一种高功率、高光场均匀性的蓝紫光半导体激光器。采用光纤耦合技术, 将28只输出功率为350mW的半导体激光器的输出激光, 通过非球面透镜分别耦合进纤芯直径为400μm、数值孔径为0.22的光纤中, 光纤经捆绑合束进行功率扩展后输出功率达8.1W。利用Zemax软件设计了复眼透镜组对激光光场进行整形匀化, 仿真结果表明, 光场均匀度从匀化前的48%提高到匀化后的86%, 实验测量光场均匀度达到84.4%。为高精度3D打印技术提供了一种理想光源。
蓝紫光半导体激光器 3D打印 光纤耦合 光束整形 匀化 blue violet diode laser fiber coupling beam shaping homogenization
1 北京工业大学激光工程研究院, 北京 100124
2 中国科学院半导体研究所全固态光源实验室, 北京 100083
包层光剥离器（CLS）是保证高功率全光纤激光器稳定性与光束质量的核心器件，有效剥除包层光是光纤激光器全光纤化、工程化的重要步骤。详细阐述了CLS制备技术的研究现状，并将其分为基于折射效应、吸收效应、散射效应3种CLS制备技术，分析了各种CLS制备技术的特点。该研究为未来可实现低温升系数、高衰减系数的高功率CLS制备技术提供了参考。
光纤光学 光纤器件 包层光剥离器 高功率 全光纤激光器 激光与光电子学进展
2017, 54(11): 110001
中国科学院半导体研究所全固态光源实验室, 北京 100083
采用CCD 光束分析仪研究经大芯径多模光纤传输后的出射光束，从输出光斑能量分布及出射光束质量两方面进行讨论，得到多模光纤的光传输特性。实验中以单模激光作为测试光源，进行了不同芯径及长度的多模光纤的传输实验。结果表明：多模光纤对入射光束具有整形作用，主要表现为光束质量下降，能量分布趋向均匀化。且光束质量恶化程度及光束匀化效果与传输用的多模光纤参数相关：光纤芯径越大，传输后的光束质量下降得越多，匀化效果越明显。多模光纤的传输长度同匀化效果亦呈正相关关系。多模光纤的匀化作用可为单模光源提供一种简单、有效的整形方案。通过选择不同参数的多模光纤可获得不同特性的准均匀光束，以适应特殊的激光加工需求。
光纤光学 传能光纤 能量分布 光束质量 CCD 光束分析仪模式激发 模式耦合 激光与光电子学进展
2015, 52(4): 040602
采用声光调Q 946 nm Nd:YAG固体激光器作抽运源,高掺杂单模掺镱光纤作增益介质,实现了980 nm的准连续掺镱光纤激光器。当重复频率为16 kHz时,脉冲宽度为10 ns,激光平均功率为73 mW,光谱带宽为4 nm。以此激光振荡器作为种子源,用长度为28 cm的单模掺镱光纤作为光纤放大器对种子光进行放大。获得了平均功率为167 mW的放大脉冲激光输出,峰值功率为700 W,脉冲宽度为15 ns。
光纤光学 单模掺镱光纤 光纤激光器 光纤放大器
对940nm半导体激光器泵浦的掺镱双包层光纤激光器进行了实验研究。在双端泵浦下,采用两种不同的腔结构对光纤激光器的输出特性进行研究。以光纤两端面构成平-平(F-P)腔获得了总功率为10.1W的连续激光输出,斜效率达40.5％,输出激光的光谱范围为1092~1103nm;以二色镜和光纤反馈端面构成平-平腔,获得单端输出功率为6.42W的连续激光输出,输出激光的光谱范围为1091～1105nm,在此输出功率下测得功率不稳定度为1.6％(RMS)。
掺镱光纤激光器 双包层光纤 Yb3+-doped fiber laser Double-clad fiber 940nm LD 940nm LD
从速率方程出发, 得出准三能级掺镱光纤激光器的输出功率、斜率效率、抽运阈值功率和最佳光纤长度的表达式, 并理论分析了掺镱光纤激光器中的准三能级和四能级增益关系, 为抑制四能级起振和确定光纤长度范围提供理论依据。实验中采用光纤端面直接作为腔镜的平平腔结构, 当光纤长度为36.5 cm时, 入纤抽运光功率为2 W时, 最终获得两端总输出功率为1.32 W的980 nm单模激光输出, 总斜率效率达到75.3%, 实验结果与理论数值模拟结果相符, 对应的光光转换效率为66%(从入纤946 nm抽运光到980 nm激光输出)。另外, 980 nm激光经过BIBO晶体倍频后得到总功率为15 mW的490.8 nm蓝绿光输出, 倍频转换效率为1.1%。
激光器 光纤激光器 准三能级 单模掺镱光纤 倍频
