作者单位
摘要
1 太原理工大学 电气与动力工程学院,太原 030000
2 武汉光迅科技股份有限公司,武汉 430074
针对激光器长期高温工作时腔面温度急剧升高产生灾变性光学损伤(COD)的问题,文章提出在半导体激光器腔面处加入Al2O3膜和陶瓷隔热共同作用,其可以降低激光器腔面温度,防止COD的产生。文章首先建立了半导体激光器简化模型分析固体传热。然后对550 K高温下无镀膜无隔热结构、有镀膜无隔热结构、无镀膜有隔热结构及镀膜与隔热结构共同作用时激光器模型的腔面温度进行仿真。其中镀膜选用Al2O3,隔热结构选用陶瓷隔热,腔面材料选用GaAs,热沉选用Cu热沉,接触层选用AlGaAa。4组对比实验结果表明,镀膜与隔热结构共同作用时,能将激光器的腔面温度控制在393.15 K以下。550 K高温在激光器腔面处镀膜和隔热结构双重作用下,能够有效防止COD产生,提高激光器的使用寿命。
半导体激光器 灾变性光学损伤 镀膜 隔热结构 semiconductor laser COD coating thermal insulation structure 
光通信研究
2023, 49(1): 63
宋悦 1,2宁永强 1,2,*秦莉 1,2陈泳屹 1,2[ ... ]王立军 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
激光器腔面灾变性光学损伤对大功率半导体激光器的最大输出功率和可靠性有很大的负面影响, 是激光器突然失效的主要机制。如何克服腔面灾变性光学损伤, 从而获得高性能的大功率半导体激光器成为重要的研究课题。文章首先对腔面灾变性光学损伤的研究历程进行了简要介绍, 随后论述了腔面灾变损伤的物理机制及热动力学过程, 最后从技术原理、方法、优缺点、改进方法、研究进展及应用现状的角度, 逐一对各种抑制腔面灾变损伤的方法进行了归纳和总结。
大功率半导体激光器 腔面灾变性光学损伤 输出功率 可靠性 high-power diode lasers catastrophic optical mirror damage output power reliability 
半导体光电
2020, 41(5): 618
作者单位
摘要
北京工业大学 激光工程研究院,北京 100124
全固态皮秒放大器的平均输出功率易受到增益晶体中自聚焦效应的影响。通过引入补偿元件—砷化镓(GaAs)片可以避免自聚焦效应造成的损伤,关于砷化镓的抑制机理对高峰值功率Nd:YAG晶体皮秒放大器系统的进行理论分析和实验研究。以公式计算得到了GaAs材料的非线性折射率系数,并由数值模拟给出了在抑制自聚焦的最佳效果下GaAs片厚度与Nd : YAG棒长度的关系。在入射皮秒激光束中心波长为1 064 nm、重复频率为1 kHz、峰值功率密度为12 GW/cm2的条件下,进行了不同厚度(200 μm和550 μm)GaAs片对抑制Nd:YAG棒自聚焦损伤的实验研究。通过优化GaAs片的厚度,该补偿方法在高峰值功率皮秒脉冲条件下,特别是对于Nd:YAG放大器显示出较高的效率。
自聚焦效应 非线性折射率系数 光学损伤 B积分 self-focusing effect nonlinear refractive index coefficient optical damage B-integral 
红外与激光工程
2019, 48(9): 0905001
作者单位
摘要
1 上海大学 机电工程与自动化学院, 上海 200444
2 中国科学院上海光学精密机械研究所 高功率激光物理重点实验室, 上海201800
实验研究了纳秒激光辐照下不同材料的工程陶瓷表面的抗激光损伤能力, 并与不锈钢、铝合金等金属材料进行了对比.结果表明, 不同材料的工程陶瓷表面抗激光损伤特性不同; 氧化铝陶瓷的损伤阈值最高, 氮化硅陶瓷的损伤阈值较低.与金属材料相比较, 工程陶瓷表面损伤阈值比不锈钢和铝合金高.由于材料的熔点和热传导率等热力学特性不同, 不同的陶瓷材料具有不同的损伤阈值和损伤形貌.理论分析了不同材料抗激光损伤阈值的差异; 陶瓷材料的吸收系数远远小于金属材料, 吸收系数通过影响能量沉积区域和有效热扩散速率影响材料温度的演化过程, 最终影响着材料的激光损伤阈值和损伤特性.实验结果为高功率激光装置中对抗激光损伤能力要求较高的机械支撑材料的选择提供了指导.
高功率激光器 激光技术 工程陶瓷 损伤阈值 光学损伤 High power laser Laser technique Engineering ceramic Damage threshold Laser damage 
光子学报
2017, 46(10): 1014003
Author Affiliations
Abstract
1 中国科学院上海光学精密机械研究所 高功率激光物理重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
In order to monitor the volatilization and deposition of organic contaminants on optics surfaces in high power laser facility, online detection of airborne molecular contaminant was investigated based on quartz crystal microbalance and optical microfiber. First, the response performance of quartz crystal microbalance for different densities of airborne molecular contamination was tested. Then the comparison of quartz crystal microbalance and optical microfiber in detecting the surface mass density of airborne molecular contamination was implemented with the view factor method. The characteristics of airborne molecular contamination deposited on optical surface were also studied. The experiment results show that quartz crystal microbalance and optical microfiber have the similar response performance, and thus they can be applied in online airborne molecular contamination detection. When the surface mass density of airborne molecular contamination is larger than 0.5×10-5g/cm2, optical microfiber is preferred due to the higher precision and larger response speed. The more the density of airborne molecular contamination is, the more it deposits on the optics.
高功率激光器 光学损伤 光学表面 污染物监测 光纤传感 High power laser Laser damage Optical surface Pollution detection Fiber sensing 
Collection Of theses on high power laser and plasma physics
2016, 14(1): 0912008
Author Affiliations
Abstract
1 中国科学院上海光学精密机械研究所 高功率激光物理重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
In order to monitor the volatilization and deposition of organic contaminants on optics surfaces in high power laser facility, online detection of airborne molecular contaminant was investigated based on quartz crystal microbalance and optical microfiber. First, the response performance of quartz crystal microbalance for different densities of airborne molecular contamination was tested. Then the comparison of quartz crystal microbalance and optical microfiber in detecting the surface mass density of airborne molecular contamination was implemented with the view factor method. The characteristics of airborne molecular contamination deposited on optical surface were also studied. The experiment results show that quartz crystal microbalance and optical microfiber have the similar response performance, and thus they can be applied in online airborne molecular contamination detection. When the surface mass density of airborne molecular contamination is larger than 0.5×10-5g/cm2, optical microfiber is preferred due to the higher precision and larger response speed. The more the density of airborne molecular contamination is, the more it deposits on the optics.
高功率激光器 光学损伤 光学表面 污染物监测 光纤传感 High power laser Laser damage Optical surface Pollution detection Fiber sensing 
Collection Of theses on high power laser and plasma physics
2016, 14(1): 0912008
刘斌 1,2,*刘媛媛 3
作者单位
摘要
1 司法文明协同创新中心, 北京 100088
2 证据科学教育部重点实验室, 中国政法大学, 北京 100088
3 中国科学研究院半导体研究所,北京 100083
介绍了高功率980 nm 脊型波导半导体激光器的设计及制造。为了减少腔面处的光功率密度,设计了宽波导结构。利用常规工艺获得了最大500 mW 输出的器件,同时灾变光学损伤阈值达到了560 mW。
激光器 980 nm 半导体激光器 可靠性 宽波导 灾变性光学损伤 
激光与光电子学进展
2015, 52(9): 091404
作者单位
摘要
长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春 130022
为提高940 nm半导体激光器抗灾变性光学损伤(COD)能力,采用无杂质空位量子阱混杂技术制备了带有无吸收窗口的940 nm GaInP/GaAsP/GaInAs半导体激光器。借助光致发光光谱分析了退火温度和介质膜厚度对GaInP/GaAsP/GaInAs单量子阱混杂的影响;通过电化学电容电压(EC-V)方法检测了经高温退火后激光器外延片的掺杂浓度分布的变化情况。实验发现,在875 ℃快速热退火条件下,带有磁控溅射法制备的200 nm厚的SiO2盖层样品发生蓝移达29.8 nm,而电子束蒸发法制备的200 nm厚TiO2样品在相同退火条件下蓝移量仅为4.3 nm。两种方法分别对蓝移起到很好的促进和抑制作用。将优化后的条件用于带有窗口结构的激光器器件制备,其抗COD能力提高了1.6倍。
激光器 非吸收窗口 无杂质空位诱导 灾变性光学损伤 量子阱混杂 
中国激光
2012, 39(8): 0802001
作者单位
摘要
长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春130022
提出了一种新的半导体激光器增透膜——AlN膜,并用matlab软件模拟分析了不同腔面反射率对激光器输出功率的影响,得到激光器最大输出功率时前后腔面的反射率的最佳值。采用反应磁控溅射技术,利用高纯铝靶(99.999%)和N2+Ar的混合气体在K9玻璃基片上沉积了AlN薄膜。利用Filmetrics系统对薄膜进行光学性能测试,分析了不同工艺参数对薄膜沉积速率和折射率的影响。将最优条件下制得的AlN单层增透膜用于半导体激光器上,光学灾变损伤阈值和器件输出功率都得到了很大的提高。
增透膜 折射率 溅射 灾变性光学损伤 AR film refractivity sputtering COD 
发光学报
2011, 32(12): 1292
作者单位
摘要
哈尔滨工业大学光电子技术研究所, 哈尔滨 150001
介绍了固体受激布里渊散射(SBS)介质的普遍特性及最新研究进展,对SBS相位共轭镜全固化中存在的主要问题进行了探讨。指出在适当的抽运条件下,固体介质的SBS负载能力可以高于材料自身固有的光学损伤阈值,并具备实现高相位共轭保真度的潜力。
受激布里渊散射 相位共轭镜 固体SBS介质 相位共轭保真度 光学损伤 
激光与光电子学进展
2006, 43(3): 65

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