【摘 要】
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采用12只出射波长为976nm的传导冷却半导体激光短阵列为发光单元,研制出了百瓦级高功率光纤耦合模块。首先,利用光束转换器(BTS)和柱透镜对每只半导体激光短阵列进行光束整形
【机 构】
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中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室,中国科学院大学
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采用12只出射波长为976nm的传导冷却半导体激光短阵列为发光单元,研制出了百瓦级高功率光纤耦合模块。首先,利用光束转换器(BTS)和柱透镜对每只半导体激光短阵列进行光束整形,使得快慢轴方向光束质量接近并且发散角相同;然后,应用空间合束技术将每6只半导体激光短阵列在垂直方向上叠加,形成一个激光组,并利用偏振分束器(PBS)将两个激光组偏振合束;最后利用优化设计的三片式聚焦镜将激光耦合到光纤中。实验结果表明:该光纤模块的连续输出激光功率可达418.9W,光纤芯径仅为400μm,数值孔径(NA)为0.22,由此可得到激光亮度为2.19 MW/(cm2.str)。利用Matlab软件分析光纤出射的光束形貌为平顶分布,显示其适合用于金属材料的硬化和焊接等领域。最后测量了模块的光谱,电流从20A增加到50A时,激光的峰值波长漂移了6.8nm,并且在50A时光谱宽度为4.12nm,表明该光纤耦合模块散热良好。同其它类型激光器相比,本激光模块电光转换效率和出光功率高,适用于材料加工和泵浦光纤激光器等领域。
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