915 nm/974 nm单发射区半导体激光器光纤耦合模块设计

刘翠翠; 井红旗; 倪羽茜; 王鑫; 吴霞; 马骁宇

doi:10.3788/fgxb20183911.1598

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915 nm/974 nm单发射区半导体激光器光纤耦合模块设计

器件制备及器件物理 | 更新时间：2020-08-12

- 915 nm/974 nm单发射区半导体激光器光纤耦合模块设计
- Design of 915 nm/974 nm Single-emitter Laser Diode Fiber-coupled Module
- 发光学报 2018年39卷第11期页码：1598-1603
- 作者机构：
  
  1. 中国科学院大学北京,100049
  2. 中国科学院半导体研究所光电子器件国家工程研究中心北京,100083
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划（2017YB0405303）资助项目()
- DOI：10.3788/fgxb20183911.1598
  中图分类号： TN248.4
- 收稿日期：2018-02-05，
  
  修回日期：2018-04-07，
  
  网络出版日期：2018-05-09，
  
  纸质出版日期：2018-11-05
- 稿件说明：
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刘翠翠, 井红旗, 倪羽茜等. 915 nm/974 nm单发射区半导体激光器光纤耦合模块设计[J]. 发光学报, 2018,39(11): 1598-1603

LIU Cui-cui, JING Hong-qi, NI Yu-xi etc. Design of 915 nm/974 nm Single-emitter Laser Diode Fiber-coupled Module[J]. Chinese Journal of Luminescence, 2018,39(11): 1598-1603
刘翠翠, 井红旗, 倪羽茜等. 915 nm/974 nm单发射区半导体激光器光纤耦合模块设计[J]. 发光学报, 2018,39(11): 1598-1603 DOI： 10.3788/fgxb20183911.1598.

LIU Cui-cui, JING Hong-qi, NI Yu-xi etc. Design of 915 nm/974 nm Single-emitter Laser Diode Fiber-coupled Module[J]. Chinese Journal of Luminescence, 2018,39(11): 1598-1603 DOI： 10.3788/fgxb20183911.1598.

摘要

为了突破多单发射区半导体激光器光纤耦合模块设计过程中空间合束法遇到的合束功率及光功率密度无法上升的瓶颈，得到多单发射区半导体激光器光纤耦合模块更优参数的光束输出，同时完成单一激光器光纤耦合模块泵浦多种激光器的目标，结合ZEMAX光学设计软件及Solidworks工程设计软件设计并制作了一种由6支、可输出2种波长分别为915 nm及974 nm的单发射区半导体激光器组成的光纤耦合模块。该模块的实现过程包括微透镜光束快慢轴整形、空间合束、波长合束、光路转向及聚焦，最终耦合进数值孔径为0.22、光纤芯径为105 m的普通光纤，测试结果表明该模块光纤输出光功率达到了46 W，2种波长均在光纤输出光束中检测到，且光纤耦合效率高于83%。使用ANSYS软件对模块进行散热分析，结果显示，模块正常使用后最高温升至37℃，在正常使用温度范围内，表明模块的散热性能良好，具备实际应用的可行性。

Abstract

A practical method of a high optical power density and high power fiber-coupled laser diode module based on six single-emitter semiconductor laser diodes at 915 nm/974 nm was demonstrated by ZEMAX software simulation and experiments. To obtain a high power and high optical power density laser beam

which included two wavelengths for pumping two kinds of solid lasers or fiber lasers by the same module

the optical reshaping

spatial multiplexing and wavelengths multiplexing were used in this module to combine six single emitters into a single beam. Then

an aspheric lens was used to couple the combined beam into an optical fiber. This module can produce more than 46 W output power with coupling efficiency of 83% from a standard multi-mode optical fiber with core diameter of 105 m and numerical aperture(NA) of 0.22.

关键词

Keywords

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