光纤耦合模块中光纤焊接技术的研究

大功率半导体激光器列阵的光纤耦合模块对光纤焊接的要求很高,在焊接避免使用有机粘接剂和有助焊剂的金属焊膏,因为其在激光器工作时易挥发出有机物质。这些有机物会污染激光器腔面,致使激光器工作时腔面温度过高。附着在腔面的有机物就会被碳化,影响激光器的出光率,甚至还会导致激光器烧毁。文章介绍用电场辅助焊接的方法,使光纤在硅片的V型槽中固定,在焊接中不使用助焊剂和有机粘接剂,取得了良好效果,减少了激光器腔面的污染,从而提高了半导体激光器光纤耦合模块的寿命。测试结果表明,剪切强度最大可达35MPa。     

高功率半导体激光器光纤耦合模块的可靠性研究

文章从高功率半导体激光器光纤耦合模块的组成和各个部分的机理出发,详细分析了 影响其可靠性的因素,主要有以下三个方面:激光器自身的因素、耦合封装工艺和电学因素。通过优化原有工艺与采用新技术,提高了模块的可靠性,拓宽了其应用领域。     

高亮度半导体激光器泵浦光纤耦合模块

采用一种阶梯排列结构的单管激光器合束技术制成了高亮度半导体激光器光纤耦合模块,可用于泵浦掺Yb3+大模场双包层光纤激光器。利用微透镜组对各单管半导体激光器进行快慢轴准直,在快轴方向实现光束叠加,然后通过两组消球差设计的柱面透镜组分别对合成光束快慢轴方向进行聚焦,耦合进入光纤。实验中将6只输出功率为6 W 的976 nm单管半导体激光器输出光束耦合进芯径为105 m、数值孔径为0.15的光纤中,当工作电流为6.2 A 时,光纤输出功率达29.0 W,光纤耦合效率达到80.1%,亮度超过4.74 MW/cm2-str。     

楔形光纤排与半导体激光器耦合技术研究

首先从半导体激光器列阵的发光特性出发,利用楔形光纤排对大功率半导体激光器列阵光束进行耦合,最后得到一只含有19个纤芯,每个纤芯为200μm,数值孔径为0.12的大功率半导体激光器光纤耦合模块,输出功率为32.48W, 耦合效率为81.2%.     

光纤耦合半导体激光的焊接性能

为了拓展半导体激光器在激光加工领域的应用范围,使其能够应用到厚板金属材料的焊接中,采用了Laserline公司研制的LDF4000-40光纤耦合半导体激光焊接系统,研究了其厚板SUS304奥氏体不锈钢的焊接性能。实验结果表明,其厚板SUS304奥氏体不锈钢焊接过程中完全能够形成匙孔效应,具有较强的穿透能力;相比于同等工作条件下的光纤激光,其焊接熔深有所减小,而焊接熔宽有所增加;焊缝成型及焊接过程稳定性要优于光纤激光,飞溅量明显小于光纤激光。由此证实了光纤耦合半导体激光器完全可以用于厚板金属材料的焊接。     

光纤耦合二极管激光模块

德国Dilas公司的COMPACT二极管激光器系列又新增了200W／200μm光纤耦合二极管激光模块。COMPACT系列二极管激光器是采用传导冷却的光纤耦合二极管激光器。200W／200μm光纤耦合二极管激光模块的输出波长为793—976nm,主要用于光纤激光器的泵浦。     

大功率光纤耦合模块光学系统北大核心

基于单管半导体激光器光束传输特性,用光线追迹法对光纤耦合光路进行仿真分析,结果表明在激光器与光纤间放置圆柱透镜的间接耦合方法具有成本低廉、准直光束质量好等特性。根据光束传输几何关系,优化得到了准直距离L与圆柱透镜半径r比值为0.5时,准直效果最好,准直后发散角为2.45°。用光学仿真软件设计耦合光路,并对耦合光路进行光线追迹,结合产品的可靠性问题,最终得到优化的柱透镜直径为60μm。进行耦合实验,测量准直后发散角和采用水冷散热的耦合系统的耦合效率,准直后发散角约为2.55°,耦合效率最高为89.50%。耦合实验结果与仿真结果接近,满足了光纤激光器泵浦源的使用要求。     

500W光纤耦合半导体激光模块

针对半导体激光器在工业领域的应用和光纤耦合可以实现柔性传输的特点,设计了光纤耦合半导体激光模块。采用光束整形技术、空间合束、偏振合束和光纤耦合等技术,将两组共10个整形后的半导体标准阵列进行合束,扩束后耦合入芯径400m、数值孔径0.22的镀增透膜光纤。在工作电流70 A时,光纤耦合前功率为545 W,光纤耦合后功率为518 W,光纤耦合效率高于95%,得到很高的光纤耦合效率,电光转换效率为43%,为下一步千瓦级光纤耦合半导体激光器的制备奠定了基础。     

大功率半导体激光光纤耦合技术进展

由于大功率半导体抽运固体激光器在民用和军事等方面显示了越来越重要的地位,大功率半导体激光光纤耦合技术作为其关键技术,日益受到人们广泛关注。对各种大功率半导体激光器光纤耦合技术进行了简介和比较,并对国内外同类产品进行了概述与展望。     

连续单管半导体激光器耦合模块

在2010年年初之际。西安炬光科技有限公司又推出一款新产品——FCSE系列产品。该系列产品是国内首次自主研发生产的连续单管半导体激光器耦合模块。目前推出的FCSE系列产品的主要输出波长为808nm。该系列的产品包括2—8W各类耦合模块：FCSE－808—2W、FCSE－808—3W、FCSE-808—5W、FCSE－808—6W和FCSE－808—8W。     

单芯光纤与毛细管光纤的耦合方法及其机理

提出了一种单模光纤(SMF)与毛细管光纤耦合的有效方法,研究了两种不同结构毛细管光纤与单模光纤的耦合问题。通过对单模光纤与毛细管光纤熔点处进行熔融拉锥实现了单模光纤与毛细管光纤之间的高效耦合。对该耦合方法的耦合机理及耦合光传输特性进行了研究、对比,并通过实验对理论预测进行了验证。该耦合技术具有简便易行、耦合效率高的特点。     

半导体激光二极管的光纤耦合技术

将半导体激光二级管（LD）发出的光更高效地注入到光纤中是光纤激光器与光纤放大器研究的先决条件.半导体激光二级管包括二极管单管、条形巴、二维堆栈和二极管阵列等,其各自的耦合技术之间有联系也有区别.分析介绍了有代表性的柱状楔形法、V型槽法、微透镜法等二极管单管与光纤的耦合技术;光纤束耦合法、光束整形法等二极管条形巴与光纤的耦合技术;以及二极管二维堆栈和二极管阵列与光纤的耦合技术等各种光纤耦合技术,比较了这些方法之间的共通点,供今后的研究人员选择和参考.     

半导体激光器在光纤通信中的应用

介绍了半导体激光器的主要特点和国外研究情况,较详尽地阐述了它在激光通信和光纤通信中的应用情况。     

带间耦合多有源区大功率980nm半导体激光器

提出利用隧道结实现带间耦合再生多有源区大光腔大功率的半导体激光器。该激光器能够在小的电流下输出大的光功率；同时可以使出光端面成倍增加，减少了端面光密度，克服端面灾变性毁坏（COD）。由于耦合形成大光腔，提高了光输出的质量。制备4个有源区带间耦合大功率980nm半导体激光器。在2A注入电流下输出功率5W，阈值电流172mA，斜率效率3.24w/a，阈值电流密度273A/cm^2。     

塑料光纤中模式耦合的研究

利用显式有限差分法数值解阶跃多模光纤的功率流方程，研究阶跃塑料光纤中不同入射光束的模式耦合模式及模式耦合引起的衰减，得出塑料光纤达到模均衡分布的模式耦合长度是20m左右。     

光纤耦合声光调制器键合膜系设计与制备

为了实现超高速的声光调制,该文提出了一种光纤耦合声光调制器键合膜系的设计与仿真方法。利用该方法设计并制作了一款工作频率为200 MHz、10 ns光脉冲上升时间的光纤耦合声光调制器。器件采用TeO2作为声光介质,36°Y 切LiNbO3作为压电换能器晶片,衬底层采用高纯度Cr,键合层为高纯度Au,结果表明器件性能测试良好。     

收发共光路单模光纤耦合光学系统研究

目标散射光至单模光纤的高效耦合是光纤相干探测激光雷达系统研制的关键技术。为获得尽可能高的单模光纤耦合效率,首先分析了Zernike初级像差对单模光纤耦合效率的影响,在此基础上针对收发共光路单模光纤耦合光学系统在真空中使用的需求设计了带有真空补偿镜的耦合光学系统,实测耦合效率为55.9%。最后对耦合系统在不同温度下的耦合效率进行了测试,在(20.4±2)℃的温度范围内耦合效率最低为45.7%,并通过基于角锥棱镜的焦面位置等效验证方案验证了真空状态下的耦合效率与地面测试状态下的耦合效率一致。     

光纤光栅技术综述

简要回顾了光纤光栅的发展历史,对光纤光栅技术进行了总结,分析比较了光纤光栅各种制作方法的特点。对应用于全光纤化高功率光纤激光器的光纤光栅给出了作者的一些见解。     

半导体增益芯片与微透镜光纤耦合效率研究

光纤光栅外腔半导体激光器一般采用波导-光纤的直接耦合方式,光纤与增益芯片的耦合效率对光纤光栅外腔半导体激光器性能影响较大.为了讨论在采用不同类型光纤微透镜时对准误差对耦合效率的影响,寻找最佳微透镜类型,指导器件的设计和装配,分析了锥形和半球形光纤透镜的光线最大接收半角,利用ZEMAX软件进行模拟仿真,得到了两种光纤微透镜分别在位置误差和角度误差下的耦合效率曲线图.结果表明,锥形光纤透镜耦合效果更好,更适合应用于光纤光栅外腔半导体激光器.