基于平行光栅反射镜对的半导体激光合束系统的研究

由于高功率半导体激光器具有能量转换效率高、稳定性好、工作寿命长、体积小等优异的特性,已经被广泛地用于固态激光器泵浦源、金属表面改性、焊接加工等领域。本文对传统的单光栅光谱合束结构进行改进,提出并设计了一种基于平行光栅-反射镜对结构的光谱合束系统。通过后置一个与透射光栅平行的全反镜让合束光束两次透过光栅进行衍射,实现了合束单元间光谱间隔的压缩。搭建了半导体激光器外腔光谱合束实验平台,将单光栅合束结构与平行光栅-反射镜对合束结构二者的输出光谱进行对比。在相同系统参数的情况下,一个3管阵列与一个5管阵列在单光栅光谱合束结构下的光谱间隔分别为4.36 nm与4.69 nm,而同样的阵列在平行光栅反射镜对的结构下测量的光谱间隔分别为2.15 nm与2.35 nm,验证了平行光栅与反射镜对的结构相较于传统结构能够实现光谱间隔压缩一半,可以在相同输出谱线宽度的范围内成倍增加发射单元的数量,大大提高输出功率密度。