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半导体激光器与光纤高效耦合特性的研究

大功率半导体激光器(LD, laser diode)因体积小、功耗低、转换效率高而且价格便宜等其他类型的激光器所无法比拟的优势,应用领域越来越宽广,对社会、经济、国防和百姓日常生活影响越来越大。伴随研究和生产水平的不断提高,相信它的应用领域会越来越宽广,发展前途无限光明。大功率LD的许多应用领域和应用场合都涉及到与光纤的耦合,比如光通信系统中的光源和光纤放大器的泵浦源,医疗方面的激光手术,材料加工方面的焊接和热处理等等。因此根据激光器的特性研制高效、实用、可靠和廉价的耦合系统一直是一个研究的热点。大功率LD与光纤耦合的效率不高是由于两者的模场形式差异大造成的。前者的模场是非中心对称的椭圆形,后者为圆形。因此,提高大功率LD与光纤的耦合效率可以从LD和光纤两方面进行研究。在LD方面,减小或增加有源区的厚度,都可以减小激射光束的纵横比,改善LD光束的对称性。有多种途径实现LD光束特性的改善,其中采用多有源区隧道结级联大光腔结构的半导  (本文共170页) 本文目录 | 阅读全文>>

《物理学报》2007年07期
物理学报

一种与光纤高效耦合的新型大光腔大功率半导体激光器

1.引言半导体激光器二极管(LD)在光纤通信、光纤传感、激光加工、信息存储/读取、生物医学等众多领域已获得愈来愈广泛地应用.在许多应用场合,LD需要与光纤耦合,把光能量输送出去,因此在LD和光纤之间实现高效光耦合输出是十分必要的.为了降低阈值电流密度和改善模式特性,LD的有源层必须很簿,一般仅有0.1μm左右,而有源层的宽度与LD的输出功率大小成正比,大功率LD的条宽一般在数十到百微米数量级.因此激射光束通过狭窄的缝隙时要发生衍射,使光束发散,而且在垂直和水平方向上发散的程度不同,光束远场的横截面呈椭圆形,典型的水平发散角θ‖为5°—20°,垂直发散角θ⊥为30°—40°.因此,减小LD的垂直发散角一直是半导体激光器的研究重点之一.根据Casey等对垂直发散角的测量结果[1]和Dumke提出的理论[2],在一定范围内减小LD有源层厚度可以降低半导体激光器的垂直发散角,而在超过临界值时,增大半导体激光器的有源层厚度也可以降低半导体...  (本文共5页) 阅读全文>>

《激光技术》2010年03期
激光技术

铲形光纤与半导体激光器耦合特性的研究

引言 激光二极管LD具有体积小、寿命长及可与集成电路集成安装等优点,在激光通讯、光信息存储、激光打印、测距以及光孤子等领域已经得到广泛应用〔’〕。光纤加工工艺和制造技术的日益提高使光纤的应用范围不断扩大。由于LD的光波导存在较强的非对称性,其输出光束的空间分布在快轴和慢轴方向上出现较大差异,且具有较大的发散角,使LD与光纤直接藕合受到很大限制〔’〕。目前存在各种各样的祸合系统,通常按照LD和光纤之间是否存在光学元件,藕合方式可分为直接藕合和间接藕合[’」。间接祸合系统可以获得较高的祸合效率,但给装配和封装过程造成了很大的困难,且费用昂贵。现在常采用的是直接藕合系统,利用微加工技术在光纤端面制作微透镜,以增大光纤的数值孔径,使LD模场和光纤模场相匹配,进而提高祸合效率。 LIN等人提出了新颖的铲形结构,用光线追迹理论分析了光纤的切割角度及切割深度对藕合效率的影响,理论祸合效率为82.4%,实际达到73.5%[4〕。WANG等人采用...  (本文共4页) 阅读全文>>

《中国激光》1990年20期
中国激光

光纤耦合半导体激光器纵向泵浦固体激光器特性的研究

1引言半导体激光器泵浦固体激光器是固体激光器走向实用化的关键和发展方向。采用纵向泵浦方式可以获得较高的转换效率,但是由于空间限制不易实现多个半导体激光器同时泵浦。将每个半导体激光器的输出耦合进光纤,然后将光纤合并,是一种简便易行的多光束合并方法。合并后的光束就可用来纵向泵浦固体激光器。文献[1~3]研究了合并后光纤之间的间距与激光器输出光强分布的关系,并采用锁相及光束合并技术实现了激光器的单模输出。文献[4,5]研究了激光器的阈值与纵向泵浦光场位置的关系。本文采用光纤合并光束的方法,实验研究了两个半导体激光器同时纵向泵浦NdYAG晶体时,激光器的阈值及激光器输出的光强分布与泵浦光场的关系。实验发现当两个半导体激光器以一定的顺序启动时,可以降低NdYAG激光器的阈值。并且,当两个半导体激光器同时泵浦时,NdYAG激光器的斜效率比单个半导体激光器泵浦时有明显提高。图1实验装置Fig.1Setupdiagram2实验装置将两只半导体激...  (本文共4页) 阅读全文>>

《应用光学》1950年50期
应用光学

大发光面脉冲半导体激光器与多模光纤的高效耦合

大发光面脉冲半导体激光器与多模光纤的高效耦合赵洪志(清华大学)李乃吉,赵达尊(北京理工大学)【摘要】给出一种实现大发光面脉冲半导体激光器与标准通信光纤的高效耦合方案,实测耦合效率达21%。关键词半导体激光器,标准光纤,传感器,耦合HIGHTEFFICIENTCOUPLINGBETWEENMULTIMODEFIBERANDPULSEDSEMICONDUCTORLASERWITHLARGEEMITTINGAREA¥ZhaoHongzhi(TsinghuaUniversity)LiNaiji;ZhaoDazun(BeijingInstituteofTechnology)Abstract:Amethodforthehighefficientpowercouplingoflargeemittingareapulsedsemiconductorlaserandstandardcommunicationfiberisgivenanditsme...  (本文共3页) 阅读全文>>

《光通信技术》1960年20期
光通信技术

半导体激光器到单模光纤的高效耦合技术

半导体激光器到单模光纤的高效耦合技术聂刚,李宝红,刘雪峰,黄德修(华中理工大学光电子工程系武汉430074)摘要本文在阐述了半导体激光器到单模光纤的耦合损耗来源之后,对几种典型的耦合技术作了较为详细的分析和比较,明确了增大数值孔径、减小系统球差和椭圆度校正三个主要因素对进一步提高耦合效率的意义。最后,探讨了耦合技术的发展前景。关键词半导体激光器,单模光纤,耦合技术High-EfficiencyLaserDiodetoSingle-ModeFiberCouplingTechniques¥NIEGang;LIBao-Hong;LIUXue-Feng;HUANGDe-Xiu(Dept.ofOptoelectronicEng.HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan)Abstract:Aftertheanalysisoftheoriginsoflossesofalaserdiodeto...  (本文共5页) 阅读全文>>