1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所，四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 高能激光科学与技术重点实验室，四川 绵阳 621900
设计并制备了780 nm大功率半导体激光器的单管和巴条。采用金属有机化学气相沉积技术制备的外延结构，分别使用GaAsP和GaInP作为量子阱和波导层，限制层是具有高带隙的AlGaInP材料。量子阱与波导层带隙0.15 eV，波导层与限制层带隙0.28 eV，抑制了载流子泄露。1.55 μm厚非对称大光学腔波导结构抑制快轴高阶模，同时缓解腔面损伤问题。为进一步提高腔面损伤阈值，利用超高真空解理和钝化技术，在腔面上沉积了非晶ZnSe钝化层。条宽150 μm、腔长4 mm的单管器件，在电流为15 A时，输出连续功率16.3 W未出现COD现象，斜率效率达到1.27 W/A，电光转换效率为58%，慢轴发散角9.9°，光谱半高宽为1.81 nm。填充因子为40%的厘米巴条，在192 A下实现连续输出功率180 W，电光转换效率为50.7%，光谱宽度仅为2.2 nm。
半导体激光器 泵浦源 高效率 腔面光学灾变损伤 硒化锌 semiconductor laser pump source high efficiency catastrophic optical mirror damage ZnSe 强激光与粒子束
2023, 35(11): 111002
1 山东大学，新一代半导体材料研究院，晶体材料国家重点实验室，济南 250100
2 山东华光光电子股份有限公司，济南 250101
3 济南大学物理科学与技术学院，济南 250022
针对高功率808 nm激光器泵浦源的应用需求，设计并制备了InGaAsP/GaInP材料体系的无铝有源区半导体激光器。使用双非对称的限制层及波导层结构，降低了P侧材料的热阻及光吸收。优化了金属有机化学气相沉积(MOCVD)中As和P混合材料的生长条件，制备出界面陡峭的四元InGaAsP单晶外延薄膜。制作的激光器室温测试阈值电流为1.5 A，斜率效率为1.26 W/A，10 A下的功率达到10.5 W，功率转换效率为58%。连续电流测试最大功率为23 W@24.5 A，准连续电流测试最大功率为54 W@50 A，没有产生灾变性光学损伤(COD)。在15 A电流加速老化下，激光器工作4 200 h未出现功率衰减及COD现象，说明制备的无铝有源区808 nm激光器具有高可靠性的输出性能。
无铝材料 高可靠性 非对称 泵浦源 半导体激光器 Al-free material high reliabile InGaAsP InGaAsP 808 nm 808 nm asymmetric pump source semiconductor laser diode
1 中国科学院 半导体研究所，光电子器件国家工程研究中心，北京 100083；中国科学院大学 材料科学与光电技术学院，北京 100049
2 中国科学院 半导体研究所，光电子器件国家工程研究中心，北京 100083
高功率半导体激光器是固体激光器和光纤激光器的主要泵浦源。激光泵浦源性能的大幅提升直接促进了固体激光器、光纤激光器等激光器的发展。主要介绍了8xx nm和9xx nm系列半导体激光泵浦源的最新研究进展，8xx nm单管输出功率已达18.8 W@95 μm，巴条输出功率已达1.8 kW（QCW），9xx nm单管输出功率已达35 W@100 μm，巴条输出功率已达1.98 kW（QCW）。谱宽<1 nm的窄谱宽半导体激光器输出功率可达14 W。展望了未来半导体激光器泵浦源的发展趋势。
高功率 半导体激光器 光纤激光器 巴条 激光泵浦源 high power semiconductor laser fiber laser bar laser pump source 强激光与粒子束
2020, 32(12): 121010
1 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 上海科技大学, 上海 201210
基于超强超短激光装置泵浦源系统中搭建的百焦耳级钕玻璃激光器,实验分别测量了该钕玻璃激光器在一分钟一发、两分钟一发、三分钟一发的重复频率条件下工作的热致波前畸变。通过采集激光波前信息反映出受热效应影响大小,通过分析实验结果最终确定了百焦耳级钕玻璃激光器能够稳定工作的重复频率。目前该钕玻璃激光器能够在三分钟一发的重复频率条件下稳定输出波长为526.5 nm、能量约为100 J的高光束质量激光脉冲,输出光斑能量呈近平顶分布。最终由多台百焦耳级钕玻璃激光器组成的泵浦源系统能够稳定输出泵浦光并成功地应用于泵浦SULF 10 PW终端钛宝石主放大器。
激光器 放大器 高能量 钕玻璃棒 泵浦源
1 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 上海科技大学, 上海 201210
研制了一套能量输出稳定、光斑分布均匀、时域近方波形的四路钕玻璃抽运源系统。系统能够输出4×180 J的基频能量(波长为1053 nm)，4×80 J的倍频能量(波长为526.5 nm)。主要结构包括四部分：前端种子源、再生放大器、钕玻璃棒放链和KDP倍频晶体。利用偏振片实现了垂直偏振的两路基频光合束，经过第二类相位匹配KDP晶体倍频，获得了共线且同偏振的526.5 nm倍频光，实现了用于150 mm口径钛宝石放大器的结构紧凑的双脉冲抽运源。
激光器 放大器 抽运源 钕玻璃 大口径钛宝石 时域双脉冲
吉林大学 电子科学与工程学院，吉林 长春 130012
设计、制作了一款980 nm高稳定度激光泵浦源控制系统,以满足掺铒光纤放大器(EDFA)稳定工作的需要。首先，以恒流激励原理设计了控制系统的驱动单元。接着，使用半导体制冷器(TEC)作为泵浦源的温度控制手段，设计了控制系统的温度控制单元。为了验证控制系统的有效性，选用一款激光泵浦模块组成了完整的激光泵浦源系统。最后，对激光泵浦源的激光输出进行了实验，研究了光功率与驱动电流的关系，以及系统的光功率稳定度与光谱稳定性等。对系统进行了相关测试实验， 结果显示: 应用了本控制系统的激光泵浦源的激光输出中心波长为975.2 nm，光功率可达600 mW，短期光功率稳定度为±0.008 dB，长期光功率稳定度为±0.05 dB，比同类激光泵浦源具有更高的稳定度。得到的结果表明: 所设计的激光泵浦源控制系统满足设计要求，具有一定的实用价值。
激光泵浦源 激光泵浦控制系统 恒流源 半导体温度控制 掺铒光纤放大器 laser pump source laser pump control system constant-current source semiconductor temperature control Er-doped Fiber Amplifier(EDFA)
西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 西安 710024
为了获得高能紫外激光输出,开展了电子束泵浦XeCl准分子激光技术研究。详细介绍了四向电子束泵浦准分子激光装置的工作原理和结构特征,简述Marx发生器的放电电压、放电电流,激光气室中的沉积能量,激光脉冲能量、脉宽等参数的测量方法; 研究了电子束泵浦XeCl准分子激光输出特性,得到了激光脉冲能量随激光气室内混合气体气压变化的规律,当激光器的充电电压为81 kV时,获得了能量100 J、脉宽200 ns的XeCl准分子激光输出,其本征效率约为3.2%。并且开展了XeCl准分子激光辐照涂层材料力学特性研究,采用微型红外通光冲量探头测量不同条件下激光辐照涂层材料的冲量耦合系数,在常压空气环境中的冲量耦合系数约为8.32×10-5 N·W-1。
XeCl准分子激光 电子束泵浦 Marx发生器 本征效率 冲量耦合系数 XeCl excimer laser electron-beam pump source Marx generator intrinsic efficiency impulse coupling coefficient 强激光与粒子束
2015, 27(4): 041012
1 南京大学声学研究所 近代声学重点实验室, 江苏 南京 210093
2 杭州应用声学研究所, 浙江 杭州 310012
把计算全息技术引入激光超声无损检测系统,此系统借助直接搜索算法生成计算全息图,利用空间光调制器液晶器件代替传统全息干板再现全息图像,并将此生成、再现方法具体用于空间调制的脉冲激光源的产生,以辅助固体表面的窄带超声波的激发。由于算法的稳健性和重建方法灵活性,大大简化了激光超声实验系统,缩短了实验周期,在激光超声无损检测领域有广泛的应用空间。
计算全息 激发面源重构 直接搜索算法 液晶空间光调制器
北京工业大学激光工程研究院国家产学研激光技术中心, 北京 100022
针对普通大功率半导体激光抽运源用大通道水冷热沉热阻高、工作时热沉表面在大通道水流方向存在明显温升进而导致加载其上的激光bar寿命不一致以及抽运源整体光谱宽度难以控制的问题,利用商用有限元软件ANSYS仿真获得抽运源工作时不同冷却水流量条件下热沉内部温度场分布,分析该结构热沉热阻系统的构成及整体热阻瓶颈所在。实际中通过改变冷却水接口结构,获得“入口效应”,提高了大通道热沉整体换热性能,进一步减小热沉表面温度梯度。利用所设计的新接口大通道水冷热沉获得3 bar线阵120 W连续(CW)输出半导体激光器抽运源,输出中心波长为807.7 nm,光谱宽度(FWHM)为2.8 nm。
激光技术 半导体激光器 水冷热沉 接口设计 抽运源
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
2 国家教育部光电信息技术科学重点实验室,天津 300072
根据拉曼放大的基本方程，从增益介质、抽运光源和抽运方式三个方面提出光纤拉曼放大器的优化设计原则，并给出理论计算结果。
光纤拉曼放大器 增益介质 抽运光源
