空间高功率激光二极管泵浦源阵列的相变热控系统

为了实现空间高功率激光二极管泵浦源阵列的快速散热,建立了空间高功率激光二极管泵浦源阵列相变热控系统,对热控系统的热界面材料(TIM)、紫铜热沉、相变材料、相变增强材料、主动加热回路和太空辐射板进行了研究与设计。首先,介绍了激光二极管泵浦源阵列的热特性与热控指标,从而提出热控设计思路,详细设计了热控系统,并在有无泡沫铜填空的条件下制定了两种热控方案。然后,用NX软件分析了两种不同的方案。分析结果显示:不填充泡沫铜方案的整个相变过程在800 s完成,LD上的温度最高达到59.98℃,相变材料上表面温度最高达到47.12℃;填充泡沫铜方案在200 s内完成相变过程,LD最高温度为38.35℃,并且LD在360 s后和相变温度点温度一致。填充泡沫铜方案可以满足10~40℃的温度指标要求。最后,根据填充泡沫铜方案设计加工了激光二极管泵浦源阵列热控系统,通过实验验证,该系统可以满足空间高功率激光二极管泵浦源阵列快速散热要求。

用镱空心阴极灯稳频的高功率紫外激光二极管

在镱激光冷却和捕陷实验中,展示了稳定在Yb空心阴极灯中Yb共振跃迁398.9nm的高功率紫外扩展腔二极管激光器(ECDL)。通过无调制二色性原子蒸气激光锁定技术,得到频率一色散信号,利用它把紫外扩展腔二极管激光器稳定,在1秒平均时间,频率稳定低于1MHz,可用输出功率15mW。

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。

高功率二极管泵浦腔内倍频激光器

成功研制了一台高功率二极管泵浦声光Q开关腔内倍频Nd:YAG激光器。当泵浦功率约为350W时,采用透过率为30%的输出耦合镜,调Q激光输出功率32.5W,脉宽约200ns,重复频率7kHz;采用Ⅱ类匹配KTP晶体腔内倍频,获得了32.5W的绿光输出,脉宽约120ns。输出光束平滑,远场为类高斯分布,测得的光束质量因子为3.6。

高功率二极管激光器面阵四通抽运耦合系统

高功率二极管激光器面阵连续抽运1. 1mmNd∶YAG薄片,采用非球面柱透镜来准直二极管激光器线阵的快轴方向,然后用两个正交的柱透镜分别对快慢轴光进行成像,在薄片上形成10mm×7mm的抽运光斑。用球面反射镜将薄片未吸收的抽运光再一次通过Nd∶YAG薄片,从而达到高的吸收效率,抽运光束在薄片上快慢轴方向上的束参数积分别为640mm·mrad和540mm·mrad。用CCD测得抽运光在薄片上的光强分布较均匀,面阵经非球面柱透镜和两个柱透镜后在10mm×7mm内的耦合效率为80. 5%。

高效率、高峰值功率351nm准连续紫外激光器

报道了一台高效率、高峰值功率351 nm紫外激光器。采用激光二极管(LD)端面抽运Nd:YLF晶体声光调Q获得准连续窄脉宽1 053 nm基波振荡,腔外两块LiB_3O_5(LBO)晶体紧贴输出镜放置,对基频光进行二倍频和三倍频,获得了高峰值功率351 nm紫外激光输出。在LD抽运功率为14 W、声光调Q激光器的调制频率为1 kHz的工作条件下,基波平均输出功率为1.45 W时,得到351 nm紫外激光平均输出功率450 mW,1 053 nm基频光到351 nm紫外光转换效率高达31.04%,脉冲宽度为7.5 ns,峰值功率达60 kW,光束质量良好。

高功率激光二极管线性阵列光束特性的研究

该文对激光二极管线性阵列的光束特性进行了研究.基于二阶矩定义,对激光二极管线性阵列光束的光束质量(M2因子)、束宽、远场发散角和内禀像散不变量等光束特征参数作了理论推导和分析.对激光二极管线性阵列光束的近场光强分布的理论模拟与实验结果相符.

高功率二极管激光器Au80Sn20焊料焊接实验研究

半导体激光器封装工艺过程对于激光器的输出特性、寿命等性能有重要影响,其中焊料的选择和焊接工艺是最关键的因素。本文采用磁控溅射的方法,在WCu热沉上制备了Au80Sn20合金焊料,取代了传统的In焊料,并对焊接工艺进行了改进。国外沉积的和我们制备的Au80Sn20合金焊料焊接DL芯片后的性能参数很接近。充分说明双靶分层溅射镀膜可以实现二极管激光器的封装要求,从而为优化半导体激光器制备工艺和提高半导体激光器的性能奠定基础。

渐变光扩展结构减小885nm高功率激光二极管发散角

为了减少激光二极管泵浦激光晶体过程中产生的热量,并提高与泵浦材料的光学耦合效率,理论设计并实验制备了低发散角的885 nm高功率激光二极管列阵。通过在限制层中引入渐变光扩展结构,结合对整体外延材料结构的优化设计,有效减小了激光器件的远场垂直发散角。采用AlGaInAs/AlGaAs量子阱适当增加材料的压应变,提高外延材料光增益系数,并对量子阱的组分和厚度进行了优化。采用低压金属有机化学汽相沉积(LP-MOCVD)技术制备了外延材料,并制作成1 cm单条激光列阵。测试结果表明:器件远场垂直发散角减小到17.6°,输出光功率为20.1W,斜率效率为1.05W/A,相应中心波长为888.2 nm。

高平均功率高次谐波光源的研究进展(特邀)

阿秒激光脉冲(10-18 s)具有超高的时间分辨率,可以用于实现原子分子内的电子动力学的探测,这使阿秒科学成为超快光学领域里最受关注的研究前沿。传统的钛宝石飞秒激光驱动的高次谐波阿秒脉冲平均功率较低。最近,高平均功率的掺镱激光发展迅速,为产生高功率高次谐波阿秒脉冲提供了良好的驱动源。本文回顾了近二十年高重频的高次谐波光源的平均功率和最高光子能量逐步提高的研究进展,并介绍了高重频高次谐波阿秒脉冲在泵浦探测实验和相干成像等方面的应用和前景。

高功率二极管泵浦固体激光器的技术问题和应用前景分析

本文基于近年来的工作，对高功率二极管泵浦固体激光器的一些关键技术问题进行了分析，提出了向更高功率水平发展可行的技术方案，并讨论了应解决的关键问题。最后，展望了高功率二极管泵浦固体激光器的应用前景。

用于3D打印的高功率紫外半导体激光甚高频调制电路研究

本文旨在设计用于驱动高速紫外半导体激光二极管(LD)的开关调制电路.首先介绍了激光高速调制约束技术与半导体激光器的阈值特性;然后,设计了高速紫外LD的开关调制电路系统,以及匹配的光学设计系统和机械设计系统,从而实现了具体的高速、高功率紫外调制源;最后,对高重频、高功率的紫外LD进行了性能检验,达到指标要求.

高效高峰值功率全固态355nm紫外激光器

为了获得结构紧凑的瓦级实用化高峰值全固态355nm紫外激光器,采用简单紧凑的平平直腔结构,使用声光Q开关进行调制,通过LD端面抽运Nd:YAG激光晶体,在重复频率1kHz～50kHz的情况下,产生平均功率1.03W～6.1W的1064nm红外光;采用LBO晶体进行2倍频和3倍频,在重复频率10kHz时得到紫外的最高输出功率1.08W,峰值12kW;在重复频率5kHz时得到紫外的最高峰值功率为17kW。结果表明,该方案满足了实际的应用需求。

高功率半导体激光器倍频实现紫外光输出

采用中心波长780nm、线宽0.13nm的体布拉格光栅外腔半导体激光作为基频光,基于Ⅰ类相位匹配的三硼酸锂晶体(LBO),获得了中心波长为390nm的倍频光输出,输出功率30μW,转换效率0.01%,为高功率紫外光束的实现提供了新的技术路线。

高功率激光二极管的准被动热沉

本文报道了一种新型高功率激光二极管的热沉,它具有极佳的高热流处理和温度控制能力。热沉采用高速流动的液体冷却液在小型封闭的管道内循环。二极管的废热可以快速地释放到周围环境、冷却液、热管、或减少热流量的结构中。当泵浦固态或碱性蒸汽激光器时,二极管波长可以被电子调谐到激光增益介质的吸收特性中。本文描述了热沉的物理原理、工程设计、性能模型和配置。

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。

向波长更短、输出功率更高发展的可见激光二极管

目前所使用的AlGaInP 可见(红色)激光二极管——激光波长为670nm、光输出为3～5mW的二极管已在较宽的领域卓有成效的推广应用。波长为650～660nm和输出功率为10mW或更高的可见激光二极管正在研制之中。预计,具有量子阱结构的高输出黄色可见激光二极管将有希望问世。

高功率半导体激光器光纤耦合模块

光纤耦合输出的高功率激光二极管模块具有体积小、光束质量好、亮度高等特点,在泵浦光纤激光器、材料处理、医疗仪器等领域都获得了广泛的应用。为了进一步提高光纤耦合激光二极管模块的输出功率,提出了基于多只激光二极管串联的光纤耦合方法。这种方法具有耦合效率高、光学元件加工简单等特点。利用两组反射镜,将多只高功率激光二极管输出光束经准直、复合、聚焦,耦合进光纤输出,根据激光二极管和光纤的相关参数设计了聚焦透镜。利用特殊加工的AlN材料作为过渡热沉解决了激光二极管的导热和相互之间的绝缘问题。采用这种方法将4只输出波长为980nm的高功率激光二极管输出光束耦合进数值孔径0.22、芯径100μm的多模光纤中,当工作电流为4.0A时,光纤连续输出功率为11.6W,耦合效率大于79%。

Bookham公司推出新款高功率激光二极管解决方案

Bookham公司最近宣布将推出新款高功率激光二极管解决方案。该系列产品包括用于多种光纤激光应用的线性棒阵列解决方案、9xxnm棒、9xxnm单模棒和高功率单发射器等。

单片式高功率激光二极管阵列

Quintessence Photonics公司的工程技术人员研制了一种由面发射激光器组成的二维单片式高功率激光二极管阵列。垂直腔面发射激光器为低功率器件，与普通的边发射激光二极管一样，激光腔在相同平面内。用湿法蚀刻工艺形成的单片集成全内反射镜以45°角非垂直耦合光。这种设计结构允许使用晶片级加工方法。由75个(三行，每行25个)激光二极管组成的典型阵列的输出功率在985nm波长处达到100W。