利用多吸收峰降低全固态激光器温控功耗

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利用多吸收峰降低全固态激光器温控功耗

楼康平, 赵柏秦

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楼康平, 赵柏秦. 利用多吸收峰降低全固态激光器温控功耗[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(4): 405004-0405004(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0405004

引用本文:

楼康平, 赵柏秦. 利用多吸收峰降低全固态激光器温控功耗[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(4): 405004-0405004(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0405004

Lou Kangping, Zhao Baiqin. Using multiple absorption peaks to lower DPSSL temperature control power dissipation[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(4): 405004-0405004(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0405004

Citation:

Lou Kangping, Zhao Baiqin. Using multiple absorption peaks to lower DPSSL temperature control power dissipation[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(4): 405004-0405004(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0405004

利用多吸收峰降低全固态激光器温控功耗

doi: 10.3788/IRLA201948.0405004

楼康平^1,2,
赵柏秦^1,2

1.
中国科学院半导体研究所,北京 100083;
2.
中国科学院大学,北京 100049

作者简介:
楼康平(1993-),男,硕士生,主要从事被动调Q全固态激光器方面的研究。Email:kplou@semi.ac.cn

中图分类号: TN248.1

Using multiple absorption peaks to lower DPSSL temperature control power dissipation

Lou Kangping^1,2,
Zhao Baiqin^1,2

1.
Institute of Semiconductor,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100083,China;
2.
University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

摘要: 半导体激光器（LD）的工作波长是随温度变化的，对LD进行温控是扩展全固态激光器（DPSSL）正常工作温度范围的常用方法，但常用的控温方法在-50~70℃的宽温区范围存在体积大、能耗高、效率低等问题。通过实验测试得到GaAs量子阱激光器的波长温度漂移系数为0.25 nm/℃，分析了Nd：YAG晶体吸收谱的多峰特性。提出采用高温时工作波长为808 nm的GaAs量子阱激光器作为泵浦源，利用Nd：YAG晶体的795.7 nm和808 nm的两个吸收峰，通过分段加热控温降低温控功耗的方案。实验结果显示：全固态激光器在两个吸收峰处得到的输出脉冲特性基本相同，在温度较低时，分段控温的加热功率减小了4.7 W，接近不分段最大加热功率的一半。
- 全固态激光器 /
- 波长漂移 /
- Nd:YAG /
- 温控
Abstract: The operating wavelength of a semiconductor laser(LD) varies with temperature. Temperature control of a LD was a common method of extending the normal operating temperature range of an all-solid-state laser(DPSSL). However, commonly used methods have large volume, high energy consumption and low efficiency in the wide temperature range of -50℃ to 70℃. The wavelength drift coefficient of the GaAs quantum well laser is 0.25 nm/℃, and the multi-peak characteristic of the absorption spectrum of Nd:YAG crystal was analyzed. A GaAs quantum well laser with a working wavelength of 808 nm at high temperature was used as the pump source. The two absorption peaks of 795.7 nm and 808 nm of Nd:YAG crystal were used to reduce the temperature control power consumption by segment heating. The experimental results show that the output pulse characteristics of the DPSSL at the two absorption peaks are basically the same. At lower temperature, the heating power of the segmented temperature control is reduced by 4.7 W, which is close to half of the maximum heating power without segmentation.
- DPSSL /
- wavelength drift /
- Nd:YAG /
- temperature control

[1]	Dai Qin, Cui Jianfeng, Li Yeqiu, et al. Pulse LD pumped kilohertz 1.57m solid-state laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(1):0105003. (in Chinese)
[2]	Li Jingzhao, Chen Zhenqiang, Zhu Siqi. Passively Q-switched laser with a Yb:YAG/Cr4+:YAG/YAG composite crystal[J]. Optics and Precision Engineering, 2018, 26(1):55-61. (in Chinese)
[3]	Tian Kun, Zou Yonggang, Ma Xiaohui, et al. Surface emitting distributed feedback semiconductor lasers[J]. Chinese Optics, 2016, 9(1):51-64. (in Chinese)
[4]	Hai Yina, Zou Yonggang, Tian Kun. Research progress of horizontal cavity surface emitting semiconductor lases[J]. Chinese Optics, 2017, 10(2):194-206. (in Chinese)
[5]	Faugeron M, Tran M, Parillaud O, et al. High-power tunable dilute mode DFB laser with low RIN and narrow linewidth[J]. IEEE Photonics Technology Letters, 2013, 25(1):7-10.
[6]	Lu Shaowen, Meng Jie, Zhao Xueqiang. Temperature insensitive Nd:GdVO4 laser with high peak power and narrow pulse width[J]. Chinese Journal of Lasers, 2018, 45(4):0401009. (in Chinese)
[7]	Liu Xu, Wei Jingsong. Theoretical analysis of multi-wavelength temperature-free-control pump source of laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(5):0505004.(in Chinese)
[8]	Qin Guili, Liu Wei. Design of TEC high-precision temperature control system based on PLC[J]. Bulletin of Science and Technology, 2017, 33(11):82-86. (in Chinese)
[9]	Zhang Kefei, Jiang Tao, Shao Long, et al. Research on precision temperature control of laser diode based on teh novel fuzzy-PID control unit[J]. Optics and Precision Engineering, 2017, 25(3):648-655. (in Chinese)
[10]	Ma Xiangzhu, Huo Jin, Qu Yi. Temperature characteristics of 808 nm semiconductor lasers[J]. Laser Infrared, 2010, 40(12):1306-1309. (in Chinese)
[11]	Zhao Yihao. Study on wavelength stabilization of high power semiconductor laser[D]. Beijing:Institute of Semiconductors Chinese Academy of Sciences, 2011. (in Chinese)
[12]	Zang Jingcun, Zou Yulin, Song Yanrong. Spectroscopy of Nd:YAG crystal and its new wavelength laser[J]. Journal of the Chinese Ceramic Society, 2009, 37(8):1338-1344.(in Chinese)

[1]	王路达, 吴伟冲, 朱占达, 白振旭, 惠勇凌, 雷訇, 李强. 基于光谱合束的双波长输出Nd:YAG固体激光器 . 红外与激光工程, 2024, 53(1): 20230411-1-20230411-6. doi: 10.3788/IRLA20230411
[2]	颜秉政, 穆西魁, 安嘉硕, 齐瑶瑶, 丁洁, 白振旭, 王雨雷, 吕志伟. 2 μm单纵模全固态脉冲激光技术研究进展（封面文章·特邀） . 红外与激光工程, 2024, 53(2): 20230730-1-20230730-16. doi: 10.3788/IRLA20230730
[3]	卢华东, 李佳伟, 靳丕铦, 苏静, 彭堃墀. 利用非线性损耗提升全固态单频激光器输出功率研究进展（特邀） . 红外与激光工程, 2024, 53(1): 20230592-1-20230592-12. doi: 10.3788/IRLA20230592
[4]	刘玮, 臧庆, 任梦芳, 韩效锋, 扈嘉辉, 周健, 肖树妹. 应用于EAST TS诊断的高能高频Nd:YAG激光器设计 . 红外与激光工程, 2022, 51(10): 20220002-1-20220002-6. doi: 10.3788/IRLA20220002
[5]	周伦滨, 冯凯, 王冬, 徐斌. 缺陷镜技术直接产生高功率高阶涡旋激光研究（特邀） . 红外与激光工程, 2021, 50(9): 20210408-1-20210408-7. doi: 10.3788/IRLA20210408
[6]	袁振, 令维军, 陈晨, 杜晓娟, 王翀, 王文婷, 薛婧雯, 董忠. 高单脉冲能量被动调Q锁模Tm, Ho: LLF激光器 . 红外与激光工程, 2021, 50(8): 20210349-1-20210349-6. doi: 10.3788/IRLA20210349
[7]	李隆, 张秋娟, 张春玲, 杨毅然. 脉冲激光二极管巴条侧面泵浦Nd:YAG陶瓷瞬态热效应研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(11): 20200495-1-20200495-7. doi: 10.3788/IRLA20200495
[8]	李路, 庄鹏, 谢晨波, 王邦新, 邢昆明. 采用温控和碘吸收池技术的发射激光稳频技术 . 红外与激光工程, 2021, 50(3): 20200289-1-20200289-8. doi: 10.3788/IRLA20200289
[9]	蒙裴贝, 史文宗, 蒋硕, 齐明, 邓永涛, 李旭. 高斯镜参数对LD泵浦Nd:YAG激光器的影响 . 红外与激光工程, 2021, 50(4): 20200127-1-20200127-6. doi: 10.3788/IRLA20200127
[10]	谢仕永, 宋普光, 王彩丽, 王三昭, 冯跃冲, 张弦, 刘娟, 樊志恒, 史小玄, 薄铁柱, 蔡华. 用于气溶胶雷达的高能量全固态Nd:YAG调Q激光器 . 红外与激光工程, 2020, 49(S2): 20200304-20200304. doi: 10.3788/IRLA20200304
[11]	崔建丰, 邬小娇, 李福玖, 卢春良, 岱钦, 李业秋, 张鹏, 张善春. 高能量MOPA脉宽可调激光器 . 红外与激光工程, 2019, 48(4): 405005-0405005(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0405005
[12]	王咏梅, 石恩涛, 王后茂. 宽谱段高光谱成像仪星上波长定标方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(3): 303006-0303006(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0303006
[13]	岱钦, 崔建丰, 李业秋, 张善春, 李漫, 乌日娜, 姚俊. 脉冲LD泵浦千赫兹1.57 μm全固态激光器 . 红外与激光工程, 2018, 47(1): 105003-0105003(4). doi: 10.3788/IRLA201847.0105003
[14]	高晓丹, 彭建坤, 吕大娟. 法布里-珀罗薄膜干涉的光纤温度传感器 . 红外与激光工程, 2018, 47(1): 122002-0122002(5). doi: 10.3788/IRLA201847.0122002
[15]	曹明真, 刘学胜, 何欢, 刘友强, 王智勇. Nd:YAG调Q激光器失稳现象的理论及实验研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1105005-1105005(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1105005
[16]	蒙裴贝, 史文宗, 颜凡江, 李旭. 谐振腔失谐对二极管泵浦Nd：YAG激光器性能的影响 . 红外与激光工程, 2017, 46(6): 605001-0605001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0605001
[17]	蒙裴贝, 颜凡江, 李旭, 郑永超. 热边界和泵浦结构对激光晶体热效应的影响 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3216-3222.
[18]	岱钦, 崔建丰, 毛有明, 吴凯旋, 张濛. LD 脉冲泵浦被动调Q 窄脉冲大能量全固态激光器 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2066-2069.
[19]	邓勇, 刘宁, 曹红蓓, 郭龙秋. 基于Nd:YAG激光回馈干涉效应的PZT精密测量技术与系统 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3434-3438.
[20]	钱婧, 孙胜利, 于胜云, 沙晟春, 盛敏健, 雍朝良. 大型红外辐射面源的设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(1): 31-35.

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利用多吸收峰降低全固态激光器温控功耗

doi: 10.3788/IRLA201948.0405004

楼康平^1,2,
赵柏秦^1,2

1. 中国科学院半导体研究所,北京 100083;

2. 中国科学院大学,北京 100049

作者简介:
楼康平(1993-),男,硕士生,主要从事被动调Q全固态激光器方面的研究。Email:kplou@semi.ac.cn

收稿日期: 2018-12-10
修回日期: 2018-12-29
刊出日期: 2019-04-25

中图分类号: TN248.1

关键词:

摘要: 半导体激光器（LD）的工作波长是随温度变化的，对LD进行温控是扩展全固态激光器（DPSSL）正常工作温度范围的常用方法，但常用的控温方法在-50~70℃的宽温区范围存在体积大、能耗高、效率低等问题。通过实验测试得到GaAs量子阱激光器的波长温度漂移系数为0.25 nm/℃，分析了Nd：YAG晶体吸收谱的多峰特性。提出采用高温时工作波长为808 nm的GaAs量子阱激光器作为泵浦源，利用Nd：YAG晶体的795.7 nm和808 nm的两个吸收峰，通过分段加热控温降低温控功耗的方案。实验结果显示：全固态激光器在两个吸收峰处得到的输出脉冲特性基本相同，在温度较低时，分段控温的加热功率减小了4.7 W，接近不分段最大加热功率的一半。

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