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高功率半导体激光器列阵光纤耦合模块 被引量:11
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作者 许孝芳 李丽娜 +2 位作者 吴金辉 尹鸿贺 王立军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第1期86-88,共3页
根据大功率半导体激光二极管列阵与光纤列阵耦合方式,分别从理论和实验两方面讨论、分析了大功率半导体激光二极管列阵与微球透镜光纤列阵耦合。将19根芯径均为200μm的光纤的端面分别熔融拉锥成具有相同直径的微球透镜,利用V形槽精密排... 根据大功率半导体激光二极管列阵与光纤列阵耦合方式,分别从理论和实验两方面讨论、分析了大功率半导体激光二极管列阵与微球透镜光纤列阵耦合。将19根芯径均为200μm的光纤的端面分别熔融拉锥成具有相同直径的微球透镜,利用V形槽精密排列,排列周期等于激光二极管列阵各发光单元的周期。将微球透镜光纤列阵直接对准半导体激光二极管列阵的19个发光单元,精密调节两者之间的距离,使耦合输出功率达到最大。半导体激光二极管列阵与微球透镜光纤列阵直接耦合后,不仅从各个方向同时压缩了激光束的发散角,有效地实现了对激光束的整形、压缩,而且实现30 W的高输出功率,最大耦合效率大于80%,光纤的数值孔径为0.16。 展开更多
关键词 微球透镜光纤 光纤耦舍 激光二极管
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880nm半导体激光器列阵及光纤耦合模块 被引量:23
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作者 王祥鹏 梁雪梅 +2 位作者 李再金 王冰冰 王立军 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1021-1027,共7页
为了使半导体激光泵浦Nd∶YVO4固体激光器能获得大功率、高光束质量、线偏振的激光输出,利用PICS3D软件设计了InGaAs/GaAs应变量子阱结构,制作了发射波长为880 nm的大功率半导体激光器列阵。该激光器列阵激射区单元宽为100μm,周期为200... 为了使半导体激光泵浦Nd∶YVO4固体激光器能获得大功率、高光束质量、线偏振的激光输出,利用PICS3D软件设计了InGaAs/GaAs应变量子阱结构,制作了发射波长为880 nm的大功率半导体激光器列阵。该激光器列阵激射区单元宽为100μm,周期为200μm,填充因子为50%,激光器列阵CS封装模块室温连续输出功率达60.8 W,光谱半高全宽(FWHM)为2.4 nm。为进一步改善大功率半导体激光器列阵的光束质量,增加半导体激光端面泵浦功率密度,采用阶梯反射镜组对880 nm大功率半导体激光器列阵进行了光束整形,利用阶梯镜金属表面反射率受近红外波长变化影响小的特点,研制出高稳定性、大功率光纤耦合模块。模块输出功率为44.9 W,光-光耦合效率达73.8%,尾纤芯径Φ为400μm,数值孔径(NA)为0.22。 展开更多
关键词 880nm半导体激光 光纤耦合 阶梯镜
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68.5 W连续输出1 060 nm波段半导体激光列阵模块 被引量:11
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作者 尧舜 套格套 +3 位作者 路国光 刘云 姚迪 王立军 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期8-11,共4页
利用InGaAs/InGaAsP应变量子阱外延层材料制作出高功率半导体激光列阵模块。激光芯片宽1 cm,腔长1 200μm,条宽200μm,填充密度为50%,前后腔面光学膜分别为单层Al2O3和Al2O3/5(HfO2/SiO2)/HfO2,室温连续输出功率达到68.5 W,器件光谱中... 利用InGaAs/InGaAsP应变量子阱外延层材料制作出高功率半导体激光列阵模块。激光芯片宽1 cm,腔长1 200μm,条宽200μm,填充密度为50%,前后腔面光学膜分别为单层Al2O3和Al2O3/5(HfO2/SiO2)/HfO2,室温连续输出功率达到68.5 W,器件光谱中心波长为1 059 nm,光谱宽度(FWHM)为9 nm。 展开更多
关键词 半导体激光 高功率激光 模块 高反膜 增透膜
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半导体激光器列阵的smile效应与封装技术 被引量:17
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作者 王祥鹏 李再金 +1 位作者 刘云 王立军 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期552-557,共6页
为了减小半导体激光器列阵在封装过程中引入热应力而产生的smile效应,提高半导体激光器列阵光束质量,利用对半导体激光器列阵发光点成像放大的方法,准确测量了半导体激光器列阵的smile效应,测量误差为±0.1μm。由于smile效应的准... 为了减小半导体激光器列阵在封装过程中引入热应力而产生的smile效应,提高半导体激光器列阵光束质量,利用对半导体激光器列阵发光点成像放大的方法,准确测量了半导体激光器列阵的smile效应,测量误差为±0.1μm。由于smile效应的准确测量能客观地比较减小smile效应的各种技术与方法,本文根据分析测量结果,提出了通过优化封装半导体激光器列阵焊接回流曲线的方法,使smile效应值控制在±0.5μm内。该方法减小了半导体激光器列阵的smile效应值,提高了激光器列阵光束质量,为下一步研制小芯径、高光束质量半导体激光器列阵光纤耦合模块提供了基础条件。 展开更多
关键词 半导体激光 smile效应 封装 焊接回流曲线
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高亮度半导体激光阵列光纤耦合模块 被引量:11
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作者 王鹏程 邓永丽 +3 位作者 张立平 郝明明 朱洪波 王立军 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1335-1341,共7页
利用2只915 nm半导体激光短列阵作为子模块,设计并研制出连续输出的高亮度光纤耦合模块。首先对每个半导体激光短列阵进行光束整形,从而提高它的光束质量;然后采用空间复用技术将这两个半导体激光短列阵出射的激光在光参数积小的方向上... 利用2只915 nm半导体激光短列阵作为子模块,设计并研制出连续输出的高亮度光纤耦合模块。首先对每个半导体激光短列阵进行光束整形,从而提高它的光束质量;然后采用空间复用技术将这两个半导体激光短列阵出射的激光在光参数积小的方向上叠加,并利用偏振复用技术进一步提高光束质量;最后利用单片非球面透镜将激光聚焦到芯径为100μm、数值孔径为0.22的光纤中。测量结果显示:在工作电流为52.5A时,聚焦镜焦平面的光斑尺寸为105.4μm;耦合后测量光纤出光功率可达72.6 W,对应亮度为6.08 MW/(cm2.sr),模块的电光转换效率为42.2%。最后测量了模块在不同驱动电流时的光谱,证明该模块的散热性能良好。 展开更多
关键词 高亮度 半导体激光 光纤耦合 非球面聚焦镜 高效率
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闪耀光栅阵列用于半导体激光器列阵光束整形 被引量:6
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作者 郑春艳 郑国兴 +1 位作者 周崇喜 杜春雷 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第B04期62-66,共5页
介绍了半导体激光器列阵的光束整形理论,设计并制作了由两个闪耀光栅阵列构成的整形光学系统,理论计算表明该系统能将激光器快、慢轴方向的光参数积变为5.7 mm·mrad和8.9 mm·mrad。在整形实验中测得变换后快、慢轴方向的光参... 介绍了半导体激光器列阵的光束整形理论,设计并制作了由两个闪耀光栅阵列构成的整形光学系统,理论计算表明该系统能将激光器快、慢轴方向的光参数积变为5.7 mm·mrad和8.9 mm·mrad。在整形实验中测得变换后快、慢轴方向的光参数积分别为12 mm·mrad和9.5 mm·mrad,经透镜聚焦后能够实现与芯径200μm,数值孔径0.22的光纤耦合。 展开更多
关键词 激光技术 光束整形 闪耀光栅 半导体激光 衍射光学器件 光纤耦合
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三种不同端面光纤列阵和半导体激光列阵耦合的(数值)模拟 被引量:3
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作者 吴金辉 李丽娜 +1 位作者 潘玉寨 王立军 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期115-119,共5页
半导体激光列阵的输出光束有较大的发散角和较强的不对称性,极大地限制了其在各领域中的应用。为了改善半导体激光列阵输出光束的质量,必须采用特殊的光学系统进行光束整形。一种简单有效的方法是利用光纤列阵实现光束由线性排列到圆形... 半导体激光列阵的输出光束有较大的发散角和较强的不对称性,极大地限制了其在各领域中的应用。为了改善半导体激光列阵输出光束的质量,必须采用特殊的光学系统进行光束整形。一种简单有效的方法是利用光纤列阵实现光束由线性排列到圆形排列的转换。对三种特殊制备的光纤列阵和半导体激光列阵的耦合特性进行了数值模拟研究。结果显示,相对于球形端面光纤列阵和锥形端面光纤列阵,球顶锥形端面光纤列阵和半导体激光列阵有着更高的耦合效率 (90%以上 )。此外,利用球顶锥形端面光纤列阵还可以进一步压缩输出光束的发散角,从而获得更高质量的输出光束。 展开更多
关键词 半导体激光 光纤 光束整形
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外腔半导体激光器阵列波长稳定的实验研究 被引量:3
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作者 石秀梅 沈琪浩 +3 位作者 陈建国 孙年春 冯国英 周寿桓 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期54-57,共4页
自由运行的半导体激光器列阵输出激光谱线较宽、中心波长易漂移。为此,本文采用体全息光栅(VBG)构成外腔半导体激光器阵列(EcLD)系统,利用体光栅能够稳定波长、压窄线宽的特点,从而克服上述缺点。实验表明:采用了VBG外腔反馈后... 自由运行的半导体激光器列阵输出激光谱线较宽、中心波长易漂移。为此,本文采用体全息光栅(VBG)构成外腔半导体激光器阵列(EcLD)系统,利用体光栅能够稳定波长、压窄线宽的特点,从而克服上述缺点。实验表明:采用了VBG外腔反馈后,在最好的情况下,LDA的输出光谱宽度从自由运行时的2.3nm压窄到了0.96nm;在测试的环境温度变化范围内(14~31℃),LDA的峰值波长稳定在体光栅布拉格波长808nm处,输出光的线宽雏持在1.14nm之下;并且,在测试的偏置电流变化范围内(7~13A)峰值波长和谱宽无明显变化。 展开更多
关键词 半导体激光 体全息光栅 稳频 外腔
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半导体激光列阵慢轴准直和聚焦特性 被引量:2
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作者 丁鹏 曹银花 +2 位作者 祁俊峰 王晓薇 左铁钏 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期429-432,共4页
采用2块柱面透镜组成的望远镜系统对一个输出功率300 W的大功率半导体激光堆栈慢轴进行准直和聚焦,此堆栈由5个输出功率为60 W的列阵堆叠组成,中心波长808 nm.测量了由不同焦距的柱面透镜组合的光路聚焦后的腰斑直径,比较了柱面透镜的... 采用2块柱面透镜组成的望远镜系统对一个输出功率300 W的大功率半导体激光堆栈慢轴进行准直和聚焦,此堆栈由5个输出功率为60 W的列阵堆叠组成,中心波长808 nm.测量了由不同焦距的柱面透镜组合的光路聚焦后的腰斑直径,比较了柱面透镜的面型参数对腰斑直径的影响.使用Zemax软件模拟了光路,分析了系统的像差.在准直镜焦距f1=200 mm,聚焦镜焦距f2=100 mm时,光斑功率密度为3.05 kW/cm2.在316L不锈钢的辐照实验中,材料表面出现蒸发沟槽,熔化区深宽比约为0.5. 展开更多
关键词 半导体激光 慢轴 柱面透镜 准直
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体光栅外腔半导体激光器列阵的光谱及调谐 被引量:1
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作者 沈琪皓 石秀梅 陈建国 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期23-24,共2页
对采用体布拉格光栅作为波长选择器件的外腔半导体激光列阵进行了实验研究。实验表明,在体光栅外腔作用下,高功率半导体激光器输出的线宽得到压窄、波长得到固定。与此同时,从布拉格衍射相关理论出发,分析了体光栅法线方向改变对激光器... 对采用体布拉格光栅作为波长选择器件的外腔半导体激光列阵进行了实验研究。实验表明,在体光栅外腔作用下,高功率半导体激光器输出的线宽得到压窄、波长得到固定。与此同时,从布拉格衍射相关理论出发,分析了体光栅法线方向改变对激光器系统输出中心波长的影响。实验表明改变体光栅法线方向的角度,可以在一定范围内调整列阵的输出波长。 展开更多
关键词 半导体激光 体光栅 外腔
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均匀分布锁相列阵半导体激光器的微扰理论 被引量:1
11
作者 刘斌 方祖捷 《量子电子学》 CSCD 1992年第3期253-259,共7页
本文从宽接触半导体激光器的简单模型出发,运用微扰理论分析了均匀分布锁相列阵半导体激光器的侧模行为。分析表明,对增益导引、折射率导引锁相列阵,器件一般以N阶模工作,但在增益导引列阵中将会出现大于N的高阶模。反折射率导引均匀分... 本文从宽接触半导体激光器的简单模型出发,运用微扰理论分析了均匀分布锁相列阵半导体激光器的侧模行为。分析表明,对增益导引、折射率导引锁相列阵,器件一般以N阶模工作,但在增益导引列阵中将会出现大于N的高阶模。反折射率导引均匀分布锁相列阵可获得基侧模工作,其远场由于周期性微扰的作用表现为三瓣,能量主要集中于中心瓣上。 展开更多
关键词 锁相 半导体激光 微扰论
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预失真半导体激光列阵技术
12
作者 蔡然 荣健 +9 位作者 曾岚 薛蔡 陈建国 蔡贵顺 胡诗杰 曹捷 董吉辉 李晓峰 胡渝 林为干 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期342-352,共11页
相干半导体激光列阵体积小、重量轻,输出能量密度高,非常适于用作对光源尺寸要求苛刻的航天激光光源。为避免随航天器在轨运行的半导体列阵经受变化梯度剧烈的恒星、行星、空间低温热沉的交替加热和冷却的影响,以便能够正常工作,采用潜... 相干半导体激光列阵体积小、重量轻,输出能量密度高,非常适于用作对光源尺寸要求苛刻的航天激光光源。为避免随航天器在轨运行的半导体列阵经受变化梯度剧烈的恒星、行星、空间低温热沉的交替加热和冷却的影响,以便能够正常工作,采用潜望式结构设计,将列阵置于舱内,列阵向航天器外输出激光必须经由舱外输出反射镜完成。然而,舱外输出反射镜受周围热环境影响和列阵输出激光束照射,会产生随机热变形,导致输出舱外的激光能量发散;并且,舱外输出反射镜面热变形导致镜面法向偏转,使得输出光束产生较大的指向偏转误差,这极大地降低了能够作用于目标之上的激光束的能量密度,严重恶化输出舱外的光束质量。通过理论推导结合ANSYS有限元分析软件和相关实验,在研究清楚相干半导体激光列阵作为航天激光源的构造、其光场与周围热环境共同作用于舱外输出反射镜的规律与特点后,给出了航天预失真半导体激光列阵激光源技术,通过回波法适时测量舱外输出反射镜引起的波前畸变,处理器配合D/A和高压放大器,驱动驱动器,使舱内添加的反射镜预失真成形,适时使列阵输出产生预失真波前畸变,以抵消舱外输出反射镜的热变形对输出舱外的激光束的影响。相关系统运行实验结果显示,此技术使半导体激光列阵能够适应宇航环境,向舱外输出保障质量的激光束。 展开更多
关键词 相干半导体激光 航天激光 宇航环境 预失真 光束质量
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半导体激光器列阵在外腔下的光谱特性
13
作者 陈海波 杨华 +4 位作者 陈建国 严地勇 陆丹 高松 林晓东 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第B04期94-96,共3页
使用普通高反镜作为19 个单元的半导体激光器列阵(LDA)的外腔,通过调节高反镜的位置和角度,使LDA发出的光反馈回有源层,从而压窄了输出光谱并降低了LDA的阈值电流。实验中,运行于外腔下的LDA在不同的驱动电流下的输出光谱均被压窄到了... 使用普通高反镜作为19 个单元的半导体激光器列阵(LDA)的外腔,通过调节高反镜的位置和角度,使LDA发出的光反馈回有源层,从而压窄了输出光谱并降低了LDA的阈值电流。实验中,运行于外腔下的LDA在不同的驱动电流下的输出光谱均被压窄到了原来的1/10左右,阈值电流从7 A降到了5.5 A,并且在9 A的偏置电流下输出功率提高了2倍。 展开更多
关键词 半导体激光 外腔 高反镜 光谱
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解析计算半导体激光器列阵的热沉温升
14
作者 陈海波 杨华 +3 位作者 严地勇 陈建国 林晓东 陆丹 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期22-24,共3页
通过解热传导方程得到了半导体激光器列阵的热沉温升分布的解析表达式,并利用该解析式得 到了热沉的温升分布图。分析了对流换热传热系数对上下表面温升的影响,当对流换热传热系数增大到某个 值后,上下表面的温差变化很小,而温... 通过解热传导方程得到了半导体激光器列阵的热沉温升分布的解析表达式,并利用该解析式得 到了热沉的温升分布图。分析了对流换热传热系数对上下表面温升的影响,当对流换热传热系数增大到某个 值后,上下表面的温差变化很小,而温升随该系数的增大而降低,所得的结果与用有限元法算得的并经过实验 验证的结果基本上是一致的。 展开更多
关键词 半导体激光 热沉 热传导方程 温升分布
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超大功率二维半导体激光列阵并路自适应稳模技术
15
作者 蔡然 胡渝 +8 位作者 曾岚 薛蔡 陈建国 蔡贵顺 胡诗杰 曹捷 荣健 董吉辉 林为干 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期895-903,共9页
半导体列阵量子效率高,输出波长范围涵盖570~1600nm,工作寿命可达数百万小时,叠层列阵可提供超高功率激光输出,在工业、医学等很多领域具有非常广阔的应用前景。但列阵在自由运行时,各发光单元发出的光是不相干的,输出质量差,采用1/4Ta... 半导体列阵量子效率高,输出波长范围涵盖570~1600nm,工作寿命可达数百万小时,叠层列阵可提供超高功率激光输出,在工业、医学等很多领域具有非常广阔的应用前景。但列阵在自由运行时,各发光单元发出的光是不相干的,输出质量差,采用1/4Talbot外腔镜耦合技术,列阵实现了空间锁相最高阶超模,然而唯有基超模远场分布是中心单瓣结构,输出接近衍射极限。为得到最小谱宽、最小发散角、最大功率密度输出,必须将外腔镜倾斜β=λ/2d(λ为工作波长,d为列阵周期),这使得仅有基超模光能成像于发光单元内而被允许振荡。应用此技术于超大功率二维半导体列阵相干锁相时,尽管冷却子系统保障了持续出光,但一段时间后,残余热效应等将导致外腔镜发生随机形变,使β漂移超过阈值使基超模失配,非基超模振荡使远场为非中心单瓣结构,极大地恶化了输出质量。可见,必须适时补偿β漂移,为此,在列阵超模选择稳定性分析基础上,研发了并路自适应稳模技术,并由置于特定结构中的传感探测光源、微透镜等构成的传感探测子系统、补偿子系统实现。试验结果显示,β漂移被及时感知补偿,基超模光稳定占优地成像于发光单元内,使输出光质量高,列阵性能被有效增进,在满足有高品质需求的应用上意义重大。 展开更多
关键词 超大功率二维半导体激光 基超模 1/4 Talbot外腔镜 形变 并路自适应稳模
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高功率半导体激光器列阵锁相单元间耦合系数的数值分析
16
作者 李松柏 杨敏 《西南大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2009年第11期32-36,共5页
基于半导体激光器列阵的高斯光束,推导了外腔半导体激光器列阵锁相单元间的耦合系数,数值计算了侧模各单元间的耦合系数与外腔长度的关系.研究结果表明:同阶侧模各级次耦合系数的极大值随着耦合级次的增大而减少,并且其极大值所对应的... 基于半导体激光器列阵的高斯光束,推导了外腔半导体激光器列阵锁相单元间的耦合系数,数值计算了侧模各单元间的耦合系数与外腔长度的关系.研究结果表明:同阶侧模各级次耦合系数的极大值随着耦合级次的增大而减少,并且其极大值所对应的腔长随着耦合级次的增大而增大;不同阶侧模同级次耦合系数的极大值所对应的腔长随着阶次的增大而减少.研究结果与已有的实验报道和理论分析相符. 展开更多
关键词 半导体激光 高斯光束 锁相 侧模 耦合系数
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980nm高功率列阵半导体激光器
17
作者 曲轶 高欣 《光子学报》 EI CAS CSCD 2000年第Z01期428-430,共3页
本文分析了影响列阵半导体激光器输出功率的因素。利用分子束外延生长方法生长出InGaAs/GaAs应变量子阱激光器材料。利用该材料制作的应变量子阱列阵半导体激光器准连续(100Hz,100μs)输出功率达到80W(室温),峰值波长为978-981nm。
关键词 分子束外延 半导体激光 应变量子阱 宽接触结构 输出功率
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高功率半导体激光列阵芯片测试表征与仿真优化 被引量:5
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作者 杜宇琦 王贞福 +7 位作者 张晓颖 杨国文 李特 刘育衔 李波 常奕栋 赵宇亮 兰宇 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期674-681,共8页
针对高功率半导体激光芯片工作温度升高易引起芯片性能退化和失效问题,首先理论分析了工作温度对内量子效率的影响机理。其次,为量化温度影响芯片稳定性的主要因素,自主搭建高功率半导体激光列阵芯片测试系统,研究15~60℃半导体激光列... 针对高功率半导体激光芯片工作温度升高易引起芯片性能退化和失效问题,首先理论分析了工作温度对内量子效率的影响机理。其次,为量化温度影响芯片稳定性的主要因素,自主搭建高功率半导体激光列阵芯片测试系统,研究15~60℃半导体激光列阵芯片的温度特性,分析了5种能量损耗分布及其随温度的变化趋势。实验结果表明,当温度由15℃升高至60℃,载流子泄漏损耗占比由2.30%急剧上升至11.36%,是造成半导体激光芯片在高温下电光转换效率降低的主要因素。最后进行了外延结构的仿真优化,仿真结果表明,提高波导层Al组分至20%,能有效限制载流子泄漏,平衡Al组分增加带来的串联电阻增大问题,可以获得高效率输出。该研究对高温下半导体激光芯片的设计具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 高功率 半导体激光芯片 高温特性 能量损耗分布
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半导体激光器列阵与光纤的连接 被引量:1
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作者 刘育梅 王立军 +4 位作者 刘云 武胜利 付德惠 宁永强 刘洪举 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第3期283-285,共3页
半导体激光器具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、使用方便等许多优点,在泵浦固体激光器、材料加工、空间光通信、高速记录、激光诊断、激光治疗等方面有广泛的应用[1,2],同时也推动了半导体激光器列阵的研究.人们期望激光器... 半导体激光器具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、使用方便等许多优点,在泵浦固体激光器、材料加工、空间光通信、高速记录、激光诊断、激光治疗等方面有广泛的应用[1,2],同时也推动了半导体激光器列阵的研究.人们期望激光器列阵不仅具有大的功率输出,而且应用... 展开更多
关键词 半导体激光 光纤 连接技术
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光泵用大功率半导体激光器列阵
20
作者 金志良 屠玉珍 +4 位作者 顾德英 封伟忠 林岳明 刘斌 方祖捷 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 1992年第1期50-53,共4页
本文报导工作波长适合于泵浦掺Nd固体激光器的GaAIAs/G&As激光锁相列阵。采用氧化物掩蔽和Zn扩散条形结构工艺,获得了十单元列阵器件。其工作波长为809±5nm,输出功率大于200mW。已用于Nd∶YAG和Nd玻璃激光器的泵浦。
关键词 半导体激光 光泵 锁相
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