大功率激光二极管的精密Fuzzy+PI温控系统设计

介绍了一种大功率激光二极管的精密Fuzzy +PI温控系统。利用半导体致冷器对大功率激光二极管进行致冷和精密温控 ,采用模糊控制与PI控制相结合的方法 ,构造了激光二极管的全固态致冷系统。本系统采用 89C51单片机 ,应用CRI(compositionalruleofinference ,推理的合成法则[1] )模糊控制算法 ,温度控制精度高 ,振荡小 ,激光二极管的输出光功率波动峰峰值小于 1‰。

808nm大功率激光二极管随机失效分析

对10只808nm大功率激光二极管进行室温恒电流老化,4只器件出现随机失效。采用高倍显微镜、激光扫描共焦显微镜和扫描电子显微镜(SEM)等方法对失效器件的近场光斑、腔面形貌、p面形貌及谐振腔截面形貌等进行了观察分析。在失效样品的芯片腔面或内部发现了不同程度的晶体熔毁缺陷,并且发现激光二极管功率衰减幅度与熔毁缺陷的位置及严重程度有关,确认芯片有源区的晶体熔毁缺陷是导致808nm大功率激光二极管随机失效的主要模式。分析认为材料生长过程的晶体缺陷、芯片制作过程中引入的损伤粘污缺陷以及封装过程中引入的损伤缺陷可能是晶体熔毁缺陷产生的最初原因。某些缺陷在加电老化过程中不断生长变大,造成谐振腔内损耗增加,激光二极管输出功率降低;同时谐振腔内光损耗导致芯片局部温度升高,加速缺陷生长变大。这种反馈过程使缺陷生长加速,在相对较短的时间内形成大面积晶体熔毁,导致激光二极管灾变失效。提高大功率激光二极管可靠性的根本方法是降低芯片制造过程引入的缺陷,同时严格控制封装散热以及封装应力。

基于微蒸发腔制冷的大功率激光二极管制冷组件

利用节流的高压冷却介质在微蒸发腔内相变吸热,设计了一种用于大功率激光二极管制冷的封装组件。该组件采用高热导的无氧铜,用精密线切割、化学腐蚀等技术制作微蒸发腔,再通过自制的焊接设备完成制冷组件的封装。按照大功率激光二极管条的发热模型,理论上对微蒸发腔制冷组件的温度分布进行了数值模拟,结果与60 W激光二极管条的散热实验符合较好,得到制冷剂流量为23 m L/min时的热阻为0.289℃/W。

大功率激光二极管阵列光束整形技术综述

大功率激光二极管阵列相对于其他同等功率水平的传统激光器有很多突出的优点,但由于其输出光束质量差,影响了它的直接应用,因此大功率激光二极管阵列的光束整形技术成了人们关注的一个热点问题,该文介绍了光束整形的原理并对近年来商业中常用的光束整形技术进行了分析评估。

大功率激光二极管高亮度、高功率密度光纤耦合(英文)

将条宽为 10 0μm ,有源区厚度为 1μm的大功率激光二极管 (L D)的输出光束高效地耦合到芯径是 5 0μm的多模光纤中 ,得到了高亮度、高功率密度的光纤输出 .功率密度高达 3.6× 10 4W/cm2 ,耦合效率为 70 % . L D输出光束的发散角较大并且存在较大的像散 ,因此耦合系统中需要结构复杂、性能可靠的微透镜 .采用在一个玻璃衬底上 ,具有两个不同曲率半径的双曲面透镜实现 L D与多模光纤的耦合 .

大功率激光二极管阵列光束整形技术

大功率激光二极管阵列相比于同等功率的激光器有着优越的高性能和可靠性,在军事、工业、医学、航空航天等领域有着广阔的应用前景。具体应用中,大功率激光二极管阵列的光束整形技术扮演着一个重要角色。文中提出折反光束整形系统,把线光束整形为方形或者圆形,利用此系统把20 mm 线光束整形为5mm×5mm 的方形光斑,软件模拟结果证明设计方法的正确性和可行性。

大功率激光二极管阵列正向特性研究

大功率激光二极管阵列的正向特性失效问题严重影响器件的成品率和可靠性。对典型的失效现象进行了分类,确认了主要的失效现象是正向漏电。结合分阶段测试统计和对失效样品的显微分析,确定了造成激光二极管漏电的主要工艺环节以及工艺过程中机械损伤造成二极管漏电的机理。基于分析结果,改进了芯片结构设计和芯片工艺夹具。对改进后的芯片进行了统计实验验证,结果表明,激光二极管阵列的正向漏电问题得到基本解决,正向特性成品率从60%提高到90%以上。

大功率激光二极管棒的能量转换效率高达71％

美国Alfalight公司研制成功一种发射波长为976nm的激光二极管棒，其能量转换效率创历史记录，高达71％。Alfalight公司研制的这一超高二极管光源(SHEDS)项目由美国国防远景研究计划局(DARPA)资助。通过实验研究，科研人员证实了50W激光二极管棒在25％：条件下的能量转换效率高达71％；在10℃条件下能量转换效率达到73％。Ahlight公司现已达到SHEDS项目的第1阶段目标，目前科研人员正在为实现80％能量转换效率的目标而努力，并将其作为SHEDS项目第2阶段目标的一部分。

高工作温度抽运用大功率激光二极管研究

理论分析了工作温度对大功率激光二极管的工作波长、电光效率和器件寿命等的影响,采用波长补偿、高特征温度无铝材料设计外延和一体化烧焊等技术,设计制作了808 nm准连续波（QCW）高温激光器阵列。在热沉温度70℃的工作条件下,80 A单条输出功率大于65 W,20℃-70℃范围内特征温度T0达到145 K。10叠层阵列电光效率达到53%,工作寿命大于109次脉冲。

大功率激光二极管双峰结构远场分布模型

为了合理地设计光学系统以整形激光二极管出射光束,必须准确了解激光二极管的远场分布,然而对于大功率激光二极管仍没有形式简单并且较好反映实际器件特性的光束模型.基于亥姆霍兹方程的严格远场解,提出使用两个离心高斯光束描述场源处平行结平面方向的模式场分布,将其代入严格远场解中得到一种描述大功率激光二极管远场光分布模型,用于描述其双峰远场结构.理论模型与三种实际器件的测量数据进行了比较,曲线主要部分都能很好吻合,并且偏差部分的能量仅占总能量的1%～2%.该模型数学表达形式简单,可以方便地用于研究光束经光学系统后的变换,以及计算光学系统的耦合效率,而且对于定量设计光学整形系统十分有用.

大功率激光二极管与多模光纤耦合效率分析

提出了一种用于大功率激光二极管与多模光纤耦合的新颖的铲形整形系统 ,详细分析了铲形光纤端头不同的切割角度、切割深度以及耦合距离对激光二极管与铲形光纤耦合效率的影响。提出了一种计算该系统耦合效率的方法 ,同时给出了耦合效率的计算实例 。

大功率半导体激光器的精密模糊PID温控系统

介绍了一种大功率半导体激光器的精密模糊PID温控系统。利用半导体致冷器作为控温执行器件, 构成了全固态致冷系统,并且针对TEC的驱动特性,设计了一种高精度数字PWM功率驱动器。本系统采用AT89C52单片机,利用软件实现了在线参数自整定模糊PID控制算法以及热敏电阻的非线性补偿。试验证明, 温度控制精度可达±0.06℃。

一种简单的大功率激光二级管阵列参量测试方法

本文详细介绍了一种测试大功率激光二极管阵列用金属光导管的设计原则及测试方法 ,它具有结构简单、操作方便、精度较高等一系列优点 .

半导体激光器的精密温控系统设计

介绍了一种大功率半导体激光器的精密Fuzzy+PI温控系统的设计,利用半导体制冷器对大功率半导体激光器进行精密温控,控制精度高、振荡小;在常规模糊PID控制器的基础上,通过增加模糊控制规则,从而构成变积分系数的模糊PI控制器,通过在线调整积分系数,间接调整常规模糊控制器的模糊控制规则,以改善其性能。

半导体激光器

TN248.4 2003031773用于雷达的高速半导体激光器和探测器=High-speedsemiconductor lasers and detectors for radar applications[刊,中]/杨清宗(重庆光电技术研究所.重庆(400060)),李福果∥半导体光电.—2002,23(5).—293-298介绍用于雷达的高速半导体激光器和探测器的特性,综述了这类器件的研究进展,重点讨论具有高的调制带宽的高速量子阱激光器和具有高的收集效率的高速PIN光电探测器。图9参10(杨妹清)

激光器件 半导体激光器

TN248．4 2005053327 用于光通信系统的可调谐半导体激光器=Tunable senli- conductor lasers for optical communication systems[刊, 中]／高劭宏(华中科技大学光电子工程系．湖北,武汉 (480074)),黄德修…∥半导体光电．-2005,26(1)．-1-4,9 概述了用于光通信系统中的可调谐半导体激光器的 研究进展。图10参15(严寒)

半导体激光器

TN248.4 2000020936大功率激光二极管的精密恒温制冷系统=Preciseconstant-temperature controller for highpower laser diode[刊,中]/陈梁,刘春霞(西安电子科技大学501室.陕西,西安(710071))//激光与红外.-1999,29(4).-249-252利用半导体制冷器对大功率激光二极管进行制冷和精密温控,构成全固态制冷系统。温控精度可达±0.1℃,激光二极管输出光功率波动峰值小于1.5‰。图5参4(李瑞琴)

半导体激光器

TN248.4 2002010200大功率激光二极管的微片棱镜堆光束整形和光纤耦合输出=Micro - prism stack beam shapers for highpower laser diode arrays[刊,中]/石鹏,李小莉,张贵芬,郭明秀,陆雨田(中科院上海光机所,上海(201800))∥光学学报.—2000,20(11).

频闪干涉仪在微机电系统动态表征中的应用

微机电系统(MEMS)测试的主要目的是为工程开发中的设计和模拟过程提供数据反馈,其中一个重要方面就是MEMS器件动态特性的高速可视化.介绍了一种基于计算机控制的频闪干涉测试系统,用来测量可动MEMS器件的离面运动,实现了纳米级分辨力.该系统采用改进的相移干涉算法,使用一个大功率激光二极管(LD)作为频闪照明的光源,可以实现1MHz范围内大幅值(十几微米)的微运动测量.这种高离面灵敏度的测量方法特别适合进行微机械(光学)元件的动态特性测量.通过研究一个多晶硅微谐振器的动态特性说明了系统的强大功能.

基于LabWindows/CVI的光谱分析系统的设计与实现

针对WDP500-2A平面光栅单色仪在不同电流下测试大功率激光二极管的发射波长时,匹配激光二极管的自动化程度不高、效率低以及分析界面不友好等缺点。采用自制的RS232串口通讯接口卡,并运用美国NI公司的虚拟仪器编程语言LabWindows/CVI开发分析软件,实现了单色仪的自动定位、扫描、数据分析、数据处理等功能。该光谱分析系统运行良好,提高了测试效率。