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500W级半导体激光器光纤耦合输出模块设计

吴华玲 郭林辉 余俊宏 高松信 武德勇

吴华玲, 郭林辉, 余俊宏, 高松信, 武德勇. 500W级半导体激光器光纤耦合输出模块设计[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1005005-1005005(6). doi: 10.3788/IRLA201756.1005005
引用本文: 吴华玲, 郭林辉, 余俊宏, 高松信, 武德勇. 500W级半导体激光器光纤耦合输出模块设计[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1005005-1005005(6). doi: 10.3788/IRLA201756.1005005
Wu Hualing, Guo Linhui, Yu Junhong, Gao Songxin, Wu Deyong. Design of 500 W-output fiber-coupled diode laser module[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(10): 1005005-1005005(6). doi: 10.3788/IRLA201756.1005005
Citation: Wu Hualing, Guo Linhui, Yu Junhong, Gao Songxin, Wu Deyong. Design of 500 W-output fiber-coupled diode laser module[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(10): 1005005-1005005(6). doi: 10.3788/IRLA201756.1005005

500W级半导体激光器光纤耦合输出模块设计

doi: 10.3788/IRLA201756.1005005
基金项目: 

中国工程物理研究院重大项目子课题(AL01020103)

详细信息
    作者简介:

    吴华玲(1987-),女,助理研究员,硕士,主要从事半导体激光器光束整形方法和光学设计方面的研究。Email:wuhualing08@126.com

  • 中图分类号: TN248

Design of 500 W-output fiber-coupled diode laser module

  • 摘要: 为实现亮度均匀、形状对称、高对称光束质量的高功率半导体激光输出,提出了一种基于mini-bar芯片的高功率光纤耦合系统设计方案,使用Zemax设计了一套针对200 m/NA0.22多模光纤的500 W级光纤耦合输出系统。设计使用反射镜-条纹镜系统实现单列叠层微通道封装芯片快轴方向光束的尺寸压缩,并结合偏振合束技术在不改变光束束参积的条件下将功率提高一倍,并使用慢轴扩束系统压缩慢轴方向发散角,最后采用非球面透镜耦合进目标光纤。在设计的基础上采用4列叠层微通道封装的叠阵(每列包含5个mini-bar芯片)进行了等效验证实验,在注入电流为37 A时得到稳定输出功率506 W的小型化模块,亮度达10.3 MW/(cm2sr),电光效率为43.0%。设计和实验共同表明,该光纤耦合模块可实现500 W稳定功率输出,可广泛应用在光纤/固体激光泵浦及工业加工等领域。
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-02-10
  • 修回日期:  2017-03-14
  • 刊出日期:  2017-10-25

500W级半导体激光器光纤耦合输出模块设计

doi: 10.3788/IRLA201756.1005005
    作者简介:

    吴华玲(1987-),女,助理研究员,硕士,主要从事半导体激光器光束整形方法和光学设计方面的研究。Email:wuhualing08@126.com

基金项目:

中国工程物理研究院重大项目子课题(AL01020103)

  • 中图分类号: TN248

摘要: 为实现亮度均匀、形状对称、高对称光束质量的高功率半导体激光输出,提出了一种基于mini-bar芯片的高功率光纤耦合系统设计方案,使用Zemax设计了一套针对200 m/NA0.22多模光纤的500 W级光纤耦合输出系统。设计使用反射镜-条纹镜系统实现单列叠层微通道封装芯片快轴方向光束的尺寸压缩,并结合偏振合束技术在不改变光束束参积的条件下将功率提高一倍,并使用慢轴扩束系统压缩慢轴方向发散角,最后采用非球面透镜耦合进目标光纤。在设计的基础上采用4列叠层微通道封装的叠阵(每列包含5个mini-bar芯片)进行了等效验证实验,在注入电流为37 A时得到稳定输出功率506 W的小型化模块,亮度达10.3 MW/(cm2sr),电光效率为43.0%。设计和实验共同表明,该光纤耦合模块可实现500 W稳定功率输出,可广泛应用在光纤/固体激光泵浦及工业加工等领域。

English Abstract

参考文献 (16)

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