高亮度蓝光半导体激光器光纤耦合技术

随着蓝光半导体激光器的发展和应用范围的拓宽,利用合束技术来获得高亮度的蓝光光源已经成为研究的热点。为了获取高亮度的蓝光输出,本文应用光学设计软件进行模拟仿真,将48只波长为450 nm、输出功率为3.5 W的单管半导体激光器通过快慢轴准直和空间合束,聚焦耦合进105μm/0.22NA的光纤中,可获得功率为144.7 W、亮度为11 MW/(cm^(2)·str)的蓝光输出,耦合效率为93.78%,整体系统的光-光转换效率为86.13%。

高亮度绿光半导体激光器光纤耦合系统设计与仿真

针对矩形阵列光束与光纤耦合的角度填充系数低,以及未能充分利用光纤数值孔径的缺点,提出密堆积阵列光束的光纤耦合方式以最大化角度填充系数,从而提升光纤耦合的输出亮度。基于该排布方式设计无像差平行平板缩束装置,相比于望远镜缩束系统,该装置可保持光束发散角不变,消除阵列光束之间的暗区,改善组合光束的光束质量。仿真结果表明,该装置可将14支功率为1.5 W绿光单管耦合进数值孔径为0.15和芯径为105μm的光纤中,获得93.75%的光纤耦合效率,输出功率为19.13 W,对应亮度为3.125 MW·cm^(-2)·Sr^(-1),系统的总光-光传输效率达91.10%。