大功率半导体激光器防反射光损伤与功率实时监测技术研究

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiangdefeng1983
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半导体激光器具有效率高、体积小、寿命长、能耗低、重量轻等优点,在工业、国防、医疗、信息等诸多领域获得广泛的应用。在大功率半导体激光加工应用中存在一些需求,诸如:防反射光损伤需求、激光功率实时监测的需求。这些需求影响了大功率半导体激光器的进一步应用。本论文对大功率半导体激光器在激光加工应用中存在的需求进行了研究。  首先,本论文对大功率半导体激光加工过程中反射光的偏振特性(主要是S光分量和P光分量的光强比值)进行了实验研究。实验结果表明:大功率半导体激光加工过程的反射光中S分量和P分量的光强比值与加工方式相关,还与加工材料相关,且该比值随着加工材料反射率的降低而降低。  其次,本论文针对大功率半导体激光加工过程中反射光损伤激光器的问题,结合现有的防反射光损伤技术,设计出了主被动相结合的大功率半导体激光器防反射光损伤装置。该装置结合了主动防反射和被动防反射的特点,提高了防反射光损伤装置的可靠性。  第三,本论文提出了利用激光头内杂散光信号的强度来实时监测半导体激光器输出功率的方法,设计了功率实时监测装置。对半导体激光器进行了功率实时监测的实验研究。研究结果表明:半导体激光器激光头内某些位置的杂散光和激光输出功率呈现线性关系;这种线性关系不受加工中反射光的影响,实现利用该种线性关系对激光功率实时监测的目的。  本论文设计了主被动相结合的大功率半导体激光器防反射光损伤装置,提高了大功率半导体激光器防反射光损伤装置的可靠性;设计了大功率半导体激光器功率实时监测装置。整个装置同时实现了大功率半导体激光器防反射光损伤的功能、激光功率实时监测的功能以及监测半导体激光器内激光堆栈和部分光学元件是否损伤的功能。该装置应用于大功率半导体激光器中,解决了大功率半导体激光器在激光加工应用中的需求。
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