高功率环形激光二极管阵列重复脉冲抽运激光器中棒的瞬态温度分布

采用光线追迹方法和有限元方法,对高功率环形激光二极管阵列(LDA)重复脉冲抽运Nd:YAG激光器中,棒的瞬态温度分布进行了详细的计算模拟,分析比较了不同抽运阶段、抽运频率及占空比的情况下棒内的瞬态温度分布。结果表明:高功率环形LDA重复脉冲抽运时,棒中心处温度随时间变化成锯齿形分布,棒内温度随抽运频率和占空比的增大而增大,最后温度随时间成周期性变化。

拟柱面激光二极管阵列端面泵浦方式提高固体激光器性能

就高功率激光二极管阵列端面泵浦大口径放大器提出一种新的耦合方式:激光二极管阵列拟柱面排布,即所有激光二极管面阵成1维圆弧型排列,圆弧的圆心在增益介质的几何中心,其后紧接一个空心导管进行耦合传输。建立了3维光线追迹程序对这种新耦合方式的特性进行模拟。模拟计算结果表明:这种耦合方式中二极管阵列排布方式灵活,当二极管阵列面阵单元以1×12(圆弧方向)、2×6(圆弧方向)、3×4(圆弧方向)这3种排布方式排布时,在较大的圆半径变化范围内均能实现高的输出耦合效率和高的能量沉积效率;当增益介质紧贴导管输出放置时,3种方式排列均能在增益介质中实现均匀平顶分布;当快轴方向所排阵列个数与慢轴方向所排阵列个数之比接近慢轴发散角与快轴发散角之比时,能获得更好的耦合效果。

激光二极管阵列侧面泵浦薄片激光器的热效应

建立了激光二极管阵列快轴垂直于薄片表面、对快轴压缩、环绕侧面泵浦复合薄片激光器的数值模型。依据激光二极管阵列的输出光束特性,运用有限元法,得出了薄片内的泵浦光、温度和热应力分布。分析了温度和热应力与泵浦功率、换热系数和时间的变化规律。模拟结果表明:热破坏主要为复合面外侧的拉伸破裂;温度和应力的上升时间和恢复时间随泵浦功率的变化不明显,随换热系数的增大而减小,存在一个最佳的换热系数;考虑热力学参数温度相关性的稳态温度和应力要大于不考虑热力学参数温度相关性时的值。

高功率半导体二极管阵列激光器

半导体二极管阵列激光器是高效、小型、全固态源。本文论述高功率二极管阵列激光器的性能和关键技术,并给出了它最新的进展和未来的应用。

大电流连续二极管激光器阵列电源主电路

提出了MOSFET管控制的大电流连续二极管激光器阵列驱动电源主回路 ;其成本低 ,输出连续电流达 5 0A ,波动幅度小于 0 .0 5A。介绍了电路的工作原理及主要元器件参数的计算方法。

激光二极管阵列侧面抽运棒状激光器轴向热效应分析

对激光二极管阵列侧面抽运棒状激光晶体热效应进行了理论分析和数值模拟。采用有限元方法模拟了棒状激光晶体内部三维温度场分布和热应力分布,得出激光晶体内抽运光强和温度随抽运距离的变化规律,并得出了激光晶体轴向温度分布是不均匀的,而是与激光二极管阵列的占空比有关。为减小激光系统的热效应提供了理论依据。

多波长半导体激光阵列端泵Nd∶YAG脉冲激光器

研制了无温控多波长激光二极管阵列端面泵浦Nd∶YAG电光调Q激光器。采用4 000 W多波长准连续激光二极管阵列作为泵浦源,快轴准直镜与透镜导管作为泵浦耦合系统,端面泵浦6 mm×60 mm的Nd∶YAG晶体,并采用RTP晶体进行电光调Q实验。在重复频率5 Hz、室温(25℃)时,激光器获得了最大输出能量74.4 m J、脉宽15 ns的1 064 nm脉冲激光输出,光光转换效率达到11%。在25~55℃的工作温度下,对多波长LDA的光谱特征与激光器的输出特性作了测试,激光器输出能量随着工作温度的上升而先迅速下降再逐步保持稳定,当重复频率分别为5 Hz和10 Hz时,激光器对应的最低输出能量分别为48 m J与37 m J。

二极管激光器运行特性的研究

对输出功率为 5 0W的激光二极管的运行特性进行了测试 ,研究了冷却水温对激光二极管输出功率的影响 ,以及工作电流和冷却水温对激光二极管中心波长漂移的影响 。

非对称折射型微透镜阵列对高功率二极管激光器的光束整形

德国LIMO公司研发出了非对称微透镜阵列的设计和生产技术并将其应用于高功率二极管激光器的制造,简化了光束整形系统,降低了激光器的制造成本。

半导体激光器阵列耦合系统透镜导管的效率研究

为了将透镜导管应用于激光二极管阵列耦合系统,利用镜像法得到了耦合效率与透镜导管参量之间的关系,即透镜导管长度、曲率半径、输出面边长和快轴发散角均影响透镜导管耦合效率;分析了不同尺寸的半导体激光器面阵耦合到不同尺寸的激光棒中的耦合效率。结果表明,半导体激光器阵列及激光棒的尺寸对耦合效率有一定影响。所得结论为透镜导管的设计提供了一定的理论指导。

高温高效率半导体激光器阵列封装结构研究

分析了热沉和陶瓷基板对背冷式封装结构半导体激光器阵列性能的影响。通过栅格化厚铜填充技术降低了复合金刚石热沉的等效电阻,并实现了热膨胀系数匹配;采用热沉和陶瓷基板嵌入焊接技术,提高了封装散热能力和稳定性。制作了间距为0.4mm的5Bar条芯片阵列样品,在70℃热沉温度、200A工作电流(占空比为1%)条件下进行性能测试,结果显示器件输出功率为1065W、电光转换效率为59.2%。在高温大电流条件下进行了1824h寿命试验,器件表现出良好的可靠性。

带有AlGaAs包层CW稳定输出1．2W的红光（Al）GaInP二极管激光器阵列

本文介绍一种工作波长６９０ｎｍ连续波输出功率１．２Ｗ的ＡｌＧａＩｎＰ激光器阵列。阵列由３６个制作在带有８μｍ宽脊形波导的１６μｍ中心的激光器组成，结面朝下安装在金刚石热沉上。该激光器可靠性极高，输出为１．１Ｗ时寿命已超过２３００小时。

nLight公司推出二极管激光器叠层阵列

引领世界高功率半导体激光先进技术潮流的恩耐激光(nLight)公司近日发布，该公司已成功研制出CascadesTM二极管激光器叠层阵列，波长范围分别可达790～980nm和1435～1．570nm。CascadesTM二极管激光器叠层阵列是从一个小型易集成的组件中发出高功率激光，是宽域二极管泵浦固体激光器的理想泵浦源，并在材料加工和医学领域将获得重要应用。

高效率、大功率808nm激光器阵列和为高温运转优化的叠层阵列

在高温下工作的808nm二极管泵浦激光器对许多应用来说非常重要。在高温范围内,大功率激光器的可靠运转受高热载荷和低灾变光学反射镜损伤(COMD雪阈值的限制。实验证明了在高温下具有高COMD功率的激光器阵列的高效和高功率运转。通过器件优化设计,如激光晶体生长条件、掺杂分布、量子阱及与其他膜层材料的组合等获得了理想的结果。通过降低阈值电流、降低串联电阻和增加斜度效率实现了高达62%的电-光转换效率。单大面积二极管激光器的性能达到了水冷式铜微通道散热器或传导式冷却CS型散热器上的大功率单棒的性能。实验证明,为了达到最高功率,当在这些微通道冷却器内组装进6棒和18棒CW叠层时,没有发现棒的性能有所降低或者光谱明显变宽。

外腔锁相中二极管激光阵列发光单元间耦合系数分析

推导了外腔中二极管激光阵列各发光单元之间的耦合系数,结果表明:增加外腔长度有利于减小各阶耦合系数的差别和实现"并联耦合",但是外腔的作用效果下降;降低阵列前端面的反射系数,有利于实现外腔锁相;外腔锁相中并联耦合的单元数越多,激光二极管阵列前端面的反射系数的允许值越小。

1.1 W内腔和频连续波橙黄光Nd∶YVO_4激光器(英文)

研制了一种由激光二极管阵列端面泵浦的Nd∶YVO4晶体腔内双波长和频连续波大功率橙黄光激光器。利用I类临界相位匹配LBO,由1 064 nm和1 342 nm内腔和频获得了593 nm橙黄激光。在12 W注入泵浦功率下,获得了1.1 W的TEM00模和低噪声橙黄激光输出,光光转换效率为9.2%,M2因子<1.2,4 h功率不稳定度<±2%。该输出功率是目前腔内和频593 nmNd∶YVO4激光器中最高的。

DARPA公布高能二极管激光器计划

美国国防预先研究计划局(DARPA)的科学家们正致力于开发一项能够摧毁军事目标的100kW武器级二极管激光器计划。该计划称作二极管高能激光器系统结构(Architecture for Diode High Energy Laser Systems，ADHELS)，通过组合激光二极管、阵列、堆波束，研究产生高亮度军用高能激光束，最终建成100kW激光器。

LD侧泵浦固体激光器的热效应分析和模拟研究

针对大功率二极管阵列侧泵浦固体激光器产生的热效应进行了分析；同时根据所建立的理论模型，利用计算机模拟了不同泵浦强度、不同泵浦结构和不同边界冷却条件下，固体工作物质内热透镜焦距的变化和热致退偏强度的分布。