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半导体激光器双波长光纤耦合模块的ZEMAX设计

刘翠翠 王翠鸾 王鑫 倪羽茜 吴霞 刘素平 马骁宇

刘翠翠, 王翠鸾, 王鑫, 倪羽茜, 吴霞, 刘素平, 马骁宇. 半导体激光器双波长光纤耦合模块的ZEMAX设计[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(1): 105002-0105002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0105002
引用本文: 刘翠翠, 王翠鸾, 王鑫, 倪羽茜, 吴霞, 刘素平, 马骁宇. 半导体激光器双波长光纤耦合模块的ZEMAX设计[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(1): 105002-0105002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0105002
Liu Cuicui, Wang Cuiluan, Wang Xin, Ni Yuxi, Wu Xia, Liu Suping, Ma Xiaoyu. Design of double wavelengths fiber coupled module of semiconductor diode laser by ZEMAX[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(1): 105002-0105002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0105002
Citation: Liu Cuicui, Wang Cuiluan, Wang Xin, Ni Yuxi, Wu Xia, Liu Suping, Ma Xiaoyu. Design of double wavelengths fiber coupled module of semiconductor diode laser by ZEMAX[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(1): 105002-0105002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0105002

半导体激光器双波长光纤耦合模块的ZEMAX设计

doi: 10.3788/IRLA201847.0105002
基金项目: 

国家重点研究发展计划(2017YFB0405303)

详细信息
    作者简介:

    刘翠翠(1993-),女,硕士生,主要从事大功率半导体激光器方面的研究。Email:sissiliu@semi.ac.cn

  • 中图分类号: TN248.4

Design of double wavelengths fiber coupled module of semiconductor diode laser by ZEMAX

  • 摘要: 为了发挥单管半导体激光器的优势,获得光纤耦合模块多波长、高功率、高亮度的光束输出,利用ZEMAX软件仿真模拟,设计了一种单管光纤耦合模块。此模块将32支输出波长分别为915 nm、975 nm,输出功率为15 W的单管半导体激光器,经过微透镜组快慢轴光束整形、空间合束、偏振合束、波长合束以及光束聚焦等一系列工艺后,耦合进芯径200 m、数值孔径0.22的光纤。模拟结果显示,光纤输出功率467.46 W,光纤前后耦合效率大于98.47%,总耦合效率高于97.39%,光功率密度高于12.86 MW/(cm2sr),达到了泵浦激光器和功率型器件的性能要求。使用Solidworks软件设计了相应的底板结构,并结合ANSYS软件进行散热模拟分析,结果显示该模块散热性能良好,可行性较高。
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-06-05
  • 修回日期:  2017-08-03
  • 刊出日期:  2018-01-25

半导体激光器双波长光纤耦合模块的ZEMAX设计

doi: 10.3788/IRLA201847.0105002
    作者简介:

    刘翠翠(1993-),女,硕士生,主要从事大功率半导体激光器方面的研究。Email:sissiliu@semi.ac.cn

基金项目:

国家重点研究发展计划(2017YFB0405303)

  • 中图分类号: TN248.4

摘要: 为了发挥单管半导体激光器的优势,获得光纤耦合模块多波长、高功率、高亮度的光束输出,利用ZEMAX软件仿真模拟,设计了一种单管光纤耦合模块。此模块将32支输出波长分别为915 nm、975 nm,输出功率为15 W的单管半导体激光器,经过微透镜组快慢轴光束整形、空间合束、偏振合束、波长合束以及光束聚焦等一系列工艺后,耦合进芯径200 m、数值孔径0.22的光纤。模拟结果显示,光纤输出功率467.46 W,光纤前后耦合效率大于98.47%,总耦合效率高于97.39%,光功率密度高于12.86 MW/(cm2sr),达到了泵浦激光器和功率型器件的性能要求。使用Solidworks软件设计了相应的底板结构,并结合ANSYS软件进行散热模拟分析,结果显示该模块散热性能良好,可行性较高。

English Abstract

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