高功率半导体激光器列阵光纤耦合模块

根据大功率半导体激光二极管列阵与光纤列阵耦合方式,分别从理论和实验两方面讨论、分析了大功率半导体激光二极管列阵与微球透镜光纤列阵耦合。将19根芯径均为200μm的光纤的端面分别熔融拉锥成具有相同直径的微球透镜,利用V形槽精密排列,排列周期等于激光二极管列阵各发光单元的周期。将微球透镜光纤列阵直接对准半导体激光二极管列阵的19个发光单元,精密调节两者之间的距离,使耦合输出功率达到最大。半导体激光二极管列阵与微球透镜光纤列阵直接耦合后,不仅从各个方向同时压缩了激光束的发散角,有效地实现了对激光束的整形、压缩,而且实现30 W的高输出功率,最大耦合效率大于80%,光纤的数值孔径为0.16。

微透镜光纤在半导体激光器中的应用研究

对几种典型的半导体激光器与光纤的耦合特性进行分析,提出提高耦合效率所采用的微透镜光纤的结构。介绍熔拉型、化学蚀刻型、研磨抛光型、切削型、自聚焦光纤型和铸模型等微透镜光纤的制作原理和工艺以及目前达到的指标,并对各种形式的透镜光纤进行了评价。提出了提高耦合效率和失调容差、降低插损的新思路。

平端光纤与锥端球透镜光纤的耦合

建立了平端光纤与锥端球透镜光纤耦合的理论模型 ,得到耦合系数的计算公式 ,然后用几种不同锥角和球面半径的透镜光纤进行耦合实验 ,得到最大耦合效率 ,并验证了理论计算结果 .

包层泵浦的铒镱共掺光纤激光高效产生的实验研究

利用尾纤输出的 977nm高亮度多模半导体激光器包层泵浦铒镱共掺双包层光纤 ,采用非球面透镜组耦合方式 ,使泵浦耦合效率达 6 6 %以上 ,并在法布里 珀罗激光振荡腔结构中实现了高效的连续激光产生 ,双包层光纤长度为 2m ,在泵浦入纤功率为 1.36W时 ,输出连续功率最大394mW ,斜率效率达 35 % ,激光输出波长 1.5 6 5

LD与柱状楔形透镜光纤的耦合特性研究

半导体激光器与光纤的耦合系统的优化设计,可减小耦合损耗,有利于半导体激光器的使用和发展。文章分析柱状楔形透镜光纤与半导体激光器的耦合损耗,运用矩阵光学的ABCD定律建立了柱状楔形透镜光纤与半导体激光器耦合的模型,对激光耦合进入光纤进行计算;通过仿真计算,研究柱状楔形透镜光纤的结构参数对耦合效率的影响与纵、横向位置偏移容忍度。结果表明:柱状楔形透镜光纤各项结构参数中,锥端尺寸与柱面半径对耦合效率的影响较大。锥端尺寸与柱面半径与耦合效率呈反比,在设计的耦合系统中,容忍范围为1.2μm;纵横向偏差存在时,x方向容忍度最低为0.71μm,而y方向的容忍度是x方向的3倍多;在进行柱状楔形透镜光纤耦合实验时要着重减少x方向误差。

平端光纤与锥端微透镜光纤的耦合研究

建立了平端光纤与锥端微透镜光纤对耦合的理论模型 ,得到耦合系数的计算公式。用研磨技术制作了几种不同锥角的光纤 ,并对它们进行耦合试验 ,得到最大耦合效率。

980 nm泵浦激光二极管与柱形透镜光纤耦合的角向容忍度(英文)

给出了一个计算 980nm泵浦激光二极管与柱形透镜光纤耦合角向容忍度的理论模型 ,并选择圆形的柱透镜光纤进行数值计算 ,得出了在水平和垂直方向上偏转加平移时的相对耦合效率及绕光纤轴向转动的相对耦合效率的数值计算结果并加以分析 ,同时也研究了光纤透镜的形状和激光二极管与光纤的间距对相对耦合效率的影响 .

提高大功率激光器与光纤耦合效率的新型光腔

提出并实现了一种新型多有源区隧道级联大光腔半导体激光器,增大了半导体激光器激射窗口的高度,得到低于20°的垂直发散角,从而显著提高了激光器与光纤的耦合效率。将其与多种形式和规格的透镜光纤进行测试,耦合效率可以提高30%以上。

柱状楔形微透镜光纤与半导体激光器耦合效率研究

为了提高半导体激光器与光纤耦合的耦合效率和失配容忍度,提出了利用带柱状楔形微透镜的多模光纤与大功率单片式宽发射域半导体激光器进行耦合的新技术。采用光线追迹的方法,进行数值模拟。通过对光纤微透镜结构参数进行优化,得到了高达99%的理论耦合效率。同时,还在理论上讨论了耦合时在光线传输方向上的失配容忍度。在实验中,得到了最高为87.06%的耦合效率。

GRIN光纤传输特性及其在透镜光纤耦合系统中的应用研究

论述了GRIN光纤传输特性与自聚焦原理,分析了LD与光纤的耦合特性,介绍了微透镜光纤的结构、高效耦合原理与加工工艺以及技术指标。提出采用GRIN与普通光纤级联,进一步提高耦合效率和失调容差的新思路。

一种新颖的光纤强度调制加速度传感器研究

设计了一种新颖的透射式强度调制光纤加速度传感器，利用人射光纤直接作悬臂梁和敏感质量块，采用双自聚焦透镜（光纤准直器）接收光束，经过相减运算，提高了光路的光耦合效率并使光源扰动、温度等干扰因素的影响得到有效地补偿，给出了模拟仿真计算和初步实验结果；模拟计算和实验数据表明，在0～500N·m。测量范围内该加速度传感器具有良好的线性度和温度稳定性。

基于锥形透镜光纤阵列的激光告警接收机研究

为了提高多窗口激光告警接收机方位探测精度以及抗电磁干扰性能,提出了基于锥形透镜光纤阵列的多窗口激光告警接收机设计.研究了锥形透镜光纤视场原理,使用经纬度分割原理研究了均匀分割视场空间方法,开发的原理样机利用6个三角形探测窗口和6个梯形探测窗口将上半球视场空间均匀分割成36个子视场,每个子视场方位角和俯仰角范围均为0°～30°,并经过实验验证,达到了设计目的.

自聚焦对发散纤维光学特征的影响

本文对发散纤维透镜的光学特征进行了分析。根据稳态自聚焦理论以及ABCD定律,导出了这种透镜束宽参数、焦距以及光斑大小等公式。讨论了自聚焦的影响,得到了一些重要的结果。

拉锥球透镜光纤和柱状楔形透镜光纤与半导体激光器耦合的比较研究

分析光通信领域光发射次模块中拉锥球透镜光纤和柱状楔形透镜光纤与半导体激光器耦合的技术,建立这2种透镜光纤与半导体激光器耦合的模型。通过数学推导与软件仿真,得到出射波长为1 310 nm,平行结平面与垂直结平面发散角分别为13.00°与38.27°的双异质结激光器与这2种透镜光纤耦合时的耦合效率及多种对准误差的容忍度。同时,将这2种耦合方式的耦合效率、微透镜加工精度要求、纵向间隙与横向偏移容忍度、角度偏差容忍度以及同时存在有横向偏移与角度偏差时的容忍范围进行比较。研究结果表明:柱状楔形透镜耦合效率最大值达96.09%,远高于拉锥球透镜的耦合效率,而与柱状楔形透镜相比,拉锥球透镜在容忍度方面没有显著的优势,总体上,柱状楔形透镜光纤在与半导体激光器耦合中较拉锥球透镜光纤有更好的表现。

LADAR/IR成像导引头技术

德国Diehl BGT防御(DBD)公司正在研制一种用于扩展防空(EAD)和弹道导弹防御(BMD)的小型双模导引头,这种导引头具有自主制导、目标探测和分类/识别等功能。这种双模传感器是由红外(IR)和激光雷达(LADAR)两种高速成像传感器组成的。文章介绍这种双模传感器方案以及目前研制情况,详细描述了关键部件,如小型激光源、用于图像平面取样的光纤阵列以及按波长选择的红外光速分离器。采用一个可以验证系统性能的导引头实验装置,可完成单光点和3D-LADAR测试。

808nm大功率半导体激光器光纤耦合模块系统

根据808 nm大功率半导体激光列阵(LDA)的远场光场的分布特点,利用多模光纤柱透镜和光束转换装置对808 nm半导体激光列阵的发散角进行压缩整形,通过聚焦准直透镜将激光束耦合进入芯径为400μm的光纤,实现了30W的功率输出,其中最大耦合效率大于80%,光纤的数值孔径(NA)为0.22。通过分析其输出光斑和输出曲线,表明LDA与光纤耦合系统不仅从各个方向同时压缩了激光束的发散角,有效地实现了对激光束的整形、压缩,而且性能稳定,可靠实用。

锥形微透镜保偏光纤与超辐射发光二极管的耦合

对采用锥形光纤微透镜的保偏光纤与超辐射发光二极管的耦合进行了理论分析。制作出几种不同的微透镜保偏光纤,并对它们进行了耦合试验,找到了制作具有高耦合效率的微透镜保偏光纤的方法。

空间散射光到单模光纤的耦合

空间散射光到光纤的耦合在许多领域都得到广泛的应用。然而,当被测物体较大时,如何有效地将空间散射光有效地耦合到光纤的研究还较少。耦合效率和接收视场是空间散射光耦合到光纤接收装置的两个重要的特性参数。文中通过理论分析和软件仿真,分析了在径向移动、轴线移动和不同入射角的情况下,改写耦合效率的变换,比较了在满足一定的耦合效率时,光纤接收装置的几种透镜耦合方式接收视场的大小。最后,通过实验对仿真内容进行了验证。

锥形透镜光纤与平面光波光路芯片的耦合实验

对锥形透镜光纤(TLF)与半导体多量子阱(MQW)平面光波光路(PLC)芯片的耦合特性进行了实验研究.数值模拟了TLF、普通单模光纤(SMF)分别和PLC芯片脊波导的耦合情形,发现TLF-PLC耦合损耗比SMF-PLC耦合损耗小3.01 dB.测得了TLF的出射光场光斑,分析了出射光场发散范围.建立光纤-PLC芯片耦合实验系统,用放大自发辐射(ASE)宽带光源在1550 nm波长处对比分析了PLC芯片与不同光纤的耦合连接损耗,从而确证最佳方案为TLF-PLC-SMF:即TLF作为入纤,SMF作为出纤时,耦合对准容易实现,损耗为10.798 dB,比TLF-PLC-TLF耦合损耗小4.458 dB.

SLED中熔锥形透镜光纤耦合设计

文章提出一种熔锥形透镜光纤的设计方法,与常用的圆锥形保偏单模光纤相比,熔锥形透镜光纤与超辐射发光二极管(SLED)管芯的耦合效率可由原来的45%提高到60%,工作距离由7μm达到超过15μm,且前者的耦合容差远远大于后者。对于新设计的熔锥形透镜光纤,文章还给出了偏移和偏心与耦合效率的关系曲线图。