940nm高功率激光二极管及线阵

设计并制作出了940 nm无铝有源区高功率激光二极管和激光条.通过MOCVD法生长出应变量子阱材料,器件显示出极好的性能,100μm条宽的激光二极管最大输出功率达800mW(室温),填充因子为17%的激光二极管条发射功率达32 W.     

808nm波长高功率阵列半导体激光器

报道了采用MBE外延生长方法制备的叠层阵列CW工作型高功率半导体激光器。激光器的生长结构采用经过优化的单量子阱渐变折射率分别限制波导结构 ,激光器芯片结构为标准的CM条 ,注入因子设计为 6 0 %。叠层装配采用了具有高效散热能力的水冷结构。经初步测试 ,叠层器件的阈值电流为 12A ,直流 30A驱动电流下的输出功率达 40W ,斜率效率为 2 2W /A。器件中心激射波长为 810nm ,光谱宽度 (FWHM )为 6nm。     

259W准连续无铝808nm激光二极管线列阵

通过优化张应变量子阱外延结构和设计线列阵双沟道深隔离槽腐蚀工艺,采用低压金属有机化学气相沉积法(LP-MOCVD)生长了GaAsP/GalnP/AlGaInP单量子阱分别限制异质结激光器材料,并利用该材料制备r填充因子为50%的lcm宽线列阵激光巴条,用扫描电子显微镜(SEM)分析了隔离槽的形貌.在准连续工作条件(200μs脉宽,2%占空比)下,封装在被动制冷标准铜热沉上的器件在测试设备允许的最大驱动电流300A时可获得259W的输出功率,未观察到腔面光学灾变性损伤的发生.最高功率转换效率在工作电流为104A时达52%,此时输出功率为100W,激射光谱的中心波长为807.8nm,半高宽为2.4nm,快慢轴远场发散角分别为29.3°和7.5°.     

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A1GaInAs/AIGaAs量子阱适当增加材料的压应变,提高外延材...     

应用于大功率激光二极管列阵的单片集成微通道制冷热沉

介绍了一种应用于大功率激光二极管列阵的新型单片集成微通道制冷热沉.这种热沉已制造并经过测试.10叠层的激光二极管列阵的热阻为0.121℃/W.相邻两个激光条的间距是1.17mm.在20%高占空比条件下,波长为808nm左右,峰值功率可以达到611W.     

980 nm高峰值功率微型化VCSEL脉冲激光光源

报道了输出波长980 nm的高峰值功率垂直腔面发射激光器(VCSEL)及其微型化脉冲激光光源.通过优化VCSEL单元器件的结构,有效抑制了宽面VCSEL结构中的非均匀电流分布,提高了单元器件的斜率效率,获得了直径400μm,峰值输出功率62 W的VCSEL单元器件;在此基础上,研制出由单元器件组合封装而成的VCSEL"准列阵"子模块以及集成驱动电路的微型化VCSEL脉冲激光光源,该光源在脉冲驱动条件为30 ns、2 k Hz、105 A条件下的峰值输出功率达到226 W,光脉冲宽度35 ns,中心波长979.4nm,斜率效率达到2.15 W/A.     

259W准连续无铝808nm激光二极管线列阵

通过优化张应变量子阱外延结构和设计线列阵双沟道深隔离槽腐蚀工艺,采用低压金属有机化学气相沉积法（LP-MOCVD）生长了GaAsP/GaInP/AlGaInP单量子阱分别限制异质结激光器材料,并利用该材料制备了填充因子为50%的1cm宽线列阵激光巴条,用扫描电子显微镜（SEM）分析了隔离槽的形貌. 在准连续工作条件（200μs脉宽,2%占空比）下,封装在被动制冷标准铜热沉上的器件在测试设备允许的最大驱动电流300A时可获得259W的输出功率,未观察到腔面光学灾变性损伤的发生. 最高功率转换效率在工作电流为104A时达52%, 此时输出功率为100W,激射光谱的中心波长为807.8nm,半高宽为2.4nm,快慢轴远场发散角分别为29.3°和7.5°.     

大功率900 nm超大光腔三叠层隧道级联激光器

研制了一款大功率900 nm超大光腔三叠层隧道级联激光器。针对高功率900 nm隧道级联激光器存在的光学灾变损伤(COD)和工作电压高等问题,通过Lastip软件和波导模拟软件,设计并优化了900 nm超大光腔三叠层隧道级联激光器的材料结构。对比扩展波导激光器结构的性能,超大光腔结构提高了三叠层隧道级联激光器输出光功率,降低了工作电压。采用金属有机化学气相淀积(MOCVD)方法生长了900 nm三叠层隧道级联激光器材料,并制作成条宽200μm、腔长800μm的激光器芯片,采用金属管壳封装制成激光器单管。测试结果表明,室温下,在频率10 kHz、脉宽100 ns、工作电流30 A时,器件输出功率约85 W,室温条件下器件老化595 h,输出功率基本不降低。     

新型高效冷却热沉设计及其流体热力学模拟

为了满足高功率密度的激光二极管列阵叠层的封装需求,设计了新型小通道高效冷却热沉,并利用Ansys-Fluent软件模拟了它的热特性和冷却水的流动特性。相对于传统的宏通道热沉,小通道热沉的有效散热面积的增加大大提高了其散热效果。同样的散热需求下,小通道热沉所需冷却水水流流速更低,因此也就降低了对水冷机的水压要求。对于不同散热要求的高功率密度激光二极管叠层封装的热沉设计,可根据本文所述的流体热力学模拟方法及其详细的数据分析,对该类小通道热沉进行结构参数优化、热特性仿真及所需冷却水流速的预估。所设计的高效冷却小通道热沉结构具有加工简单,成本低,且方便耐用、寿命长等优点,是高功率密度激光二极管叠层器件封装的有效散热热沉结构。     

880 nm LD泵浦Nd:GdVO4 混合腔激光器1.34 μm实验研究

将880 nm 上能级直接泵浦与部分端面泵浦混合腔结构结合,对Nd:GdVO4 晶体的1 342 nm激光输出特性进行了实验研究。采用正支离轴混合谐振腔,4-bar 中心波长为880 nm 的激光二极管列阵作为泵浦源,在泵浦功率为178W 时,激光输出功率为26.3W,斜效率和光-光转换效率分别为27%和14.8%。在20W 输出功率时非稳腔和稳腔方向的M2因子均为1.3。结果表明:由于采用了上能级直接泵浦与部分端面泵浦混合腔结构,相对于目前同等输出功率级别的端面泵浦Nd:GdVO4 激光器,光束质量得到很大提高。     

73% CW power conversion efficiency at 50 W from 970 nm diode laser bars

970 nm emitting diode laser bars of broad-waveguide design have been optimised for maximum power conversion efficiency (PCE). 73% PCE at 50 W CW output power is achieved from 20% fill-factor, 1 cm diode laser bars mounted on microchannel-cooled heatsinks. The improvement is mainly the result of an increase in injection efficiency via moderately low doping of the broad-waveguide core, and reductions in operating voltage via doping optimisation of the broad-waveguide structure.     

激光二极管双端抽运声光调Q高重复频率Nd:GdVO4激光器

激光二极管(LD)抽运的固体激光器(DPSSL)的调Q器件是获得高重复频率、高峰值功率的有效手段之一,随着激光雷达、激光加工业的发展,要求调Q器件向着更高重复频率的方向发展。Nd∶GdVO4以其优异的物理和激光特性,使得它在激光二极管端面抽运固体激光器的声-光(A-O)调Q器件中,即使在很高的调制重复频率下,仍可获得窄脉宽、高峰值功率的脉冲激光输出。理论分析了影响脉冲激光的输出能量和脉宽大小的决定因素,研究了脉宽、平均输出功率及峰值功率随调Q重复频率的变化关系。利用双激光二极管双端抽运Nd∶GdVO4晶体棒,实现了声-光调Q高重复频率窄脉宽1063 nm激光输出。在晶体入射端面总抽运功率约43 W条件下,当重复频率f=10 kHz时,获得脉宽Δt=10.2 ns,单脉冲能量E=0.95 mJ,峰值功率PM=93.1 kW的输出;在重复频率f=100 kHz时,获得Δt=28.1 ns,E=0.10 mJ,PM=3.6 kW的结果。     

High optical-optical efficiency of 52.5% obtained in high power Nd:YAG ceramic laser

Using a quite uniformly side-around arranged compact pumping system, a high power Nd:YAG ceramic quasi-CW laser has been demonstrated with high optical-to-optical conversion efficiency over 50% for the first time. With 450 W quasi-CW stacked laser diode bars pumping at 808 nm, 236 W output at 1064 nm was obtained and no saturation phenomena were observed     

大功率激光二极管抽运固体激光器的研究

大功率激光二极管抽运固体激光器正逐步取代传统的灯抽运固体激光器，已广泛应用于工业领域。介绍了一种激光二极管侧面抽运的Nd:YAG激光器。采用二级串联振荡方式，一组五个激光二极管抽运模块沿Nd:YAG棒圆周均匀分布，有六组共30个激光二极管，棒外面套了一根冷却玻璃管，通过循环水流把棒内的热量带走。采用稳定的平平激光谐振腔，获得激光功率360 W,功率稳定度±1%的稳定输出。对该激光器结构和输出特性进行了详细的研究。用户使用表明，该激光器具有转换效率高、使用寿命长、结构紧凑、整机性能可靠等特点。     

球面分布的半导体激光二极管阵列泵浦结构的研究

一个用来泵浦的半导体激光二极管堆栈包括8个半导体激光二极管阵列。这些阵列排布在一个球面上,每个bar条的输出激光被离轴压缩来实现高效率的耦合。半导体激光二极管堆栈的输出光束由一个空心导光管耦合到激光工作介质上。针对用于耦合半导体激光二极管堆栈的空心导光管进行了几何光学和光线追迹的分析。几何光学的分析揭示了耦合损耗的原因,并用来指导结构的设计。光线追迹分析结构参数和泵浦系统的输出特性,用来指导耦合系统参数的优化。模拟和分析结果表明,将半导体激光二极管阵列排布程球面可以提高偶和效率,降低最优化的导光管长度,改善输出能量场的分布。     

蓝光二极管双端抽运Pr:YLF晶体320 nm紫外激光器（特邀）

设计了一种采用不同波长的蓝光二极管合光作为抽运源并采用双端抽运的方式抽运Pr:YLF晶体320 nm紫外激光器。该激光器结构采用V型折叠腔结构,使用波长分别为444 nm和469 nm、抽运功率分别为3 W和1.4 W的蓝光激光二极管作为抽运源,对12 mm长、0.3%掺杂浓度的Pr:YLF晶体进行抽运,并且使用三硼酸锂晶体作为倍频晶体来实现倍频,匹配方式为I类相位匹配。通过对谐振腔参数进行优化,当5700 mW的抽运功率注入晶体时,输出了1005 mW最大输出功率的320 nm紫外连续激光,光光转换效率约为17.6%。