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高功率半导体激光堆栈双波长合束及聚焦系统

米庆改 王旭葆 肖荣诗

米庆改, 王旭葆, 肖荣诗. 高功率半导体激光堆栈双波长合束及聚焦系统[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1218003-1218003(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1218003
引用本文: 米庆改, 王旭葆, 肖荣诗. 高功率半导体激光堆栈双波长合束及聚焦系统[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1218003-1218003(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1218003
Mi Qinggai, Wang Xubao, Xiao Rongshi. Double wavelength combination and focus system of high power laser diodes stack[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(12): 1218003-1218003(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1218003
Citation: Mi Qinggai, Wang Xubao, Xiao Rongshi. Double wavelength combination and focus system of high power laser diodes stack[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(12): 1218003-1218003(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1218003

高功率半导体激光堆栈双波长合束及聚焦系统

doi: 10.3788/IRLA201847.1218003
基金项目: 

国家重点基础研究发展计划(2011CB606305);北京市教委项目(KM201310005018)

详细信息
    作者简介:

    米庆改(1988-),男,博士生,主要从事半导体激光器光束整形及激光先进制造方面的研究。Email:348570574@qq.com

    通讯作者: 王旭葆(1972-),男,副研究员,硕士生导师,博士,主要从事半导体激光器及固体激光器方面的研究。Email:wangxubao@bjut.edu.cn
  • 中图分类号: TN248.4

Double wavelength combination and focus system of high power laser diodes stack

  • 摘要: 针对两种波长的直接高功率半导体激光堆栈,为适应半导体激光在材料加工方面的需求,设计一种双波长合束及长焦距光学系统。首先,利用快慢轴准直镜对两种波长的激光堆栈进行初步准直,然后,用双波长合束镜将其合束。进而,利用倒置开普勒望远系统原理对慢轴光束进一步扩束准直,最终,用快慢轴聚焦镜实现同步聚焦。利用光参数积原理对聚焦系统进行理论分析,并根据瑞利长度公式计算出焦深。用ZEMAX软件对整个光路进行光线追迹,得出模拟结果。根据理论分析和软件模拟,开展相应实验。经合束和聚焦,实现焦距300 mm,焦点尺寸2.0 mm4.0 mm的聚焦光斑,输出功率5 000 W,功率密度达104瓦级。最后讨论该系统影响因素。聚焦光斑可用于激光熔覆,表面处理等工艺。
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-07-10
  • 修回日期:  2018-08-20
  • 刊出日期:  2018-12-25

高功率半导体激光堆栈双波长合束及聚焦系统

doi: 10.3788/IRLA201847.1218003
    作者简介:

    米庆改(1988-),男,博士生,主要从事半导体激光器光束整形及激光先进制造方面的研究。Email:348570574@qq.com

    通讯作者: 王旭葆(1972-),男,副研究员,硕士生导师,博士,主要从事半导体激光器及固体激光器方面的研究。Email:wangxubao@bjut.edu.cn
基金项目:

国家重点基础研究发展计划(2011CB606305);北京市教委项目(KM201310005018)

  • 中图分类号: TN248.4

摘要: 针对两种波长的直接高功率半导体激光堆栈,为适应半导体激光在材料加工方面的需求,设计一种双波长合束及长焦距光学系统。首先,利用快慢轴准直镜对两种波长的激光堆栈进行初步准直,然后,用双波长合束镜将其合束。进而,利用倒置开普勒望远系统原理对慢轴光束进一步扩束准直,最终,用快慢轴聚焦镜实现同步聚焦。利用光参数积原理对聚焦系统进行理论分析,并根据瑞利长度公式计算出焦深。用ZEMAX软件对整个光路进行光线追迹,得出模拟结果。根据理论分析和软件模拟,开展相应实验。经合束和聚焦,实现焦距300 mm,焦点尺寸2.0 mm4.0 mm的聚焦光斑,输出功率5 000 W,功率密度达104瓦级。最后讨论该系统影响因素。聚焦光斑可用于激光熔覆,表面处理等工艺。

English Abstract

参考文献 (17)

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