500W级半导体激光器光纤耦合输出模块设计

摘要：

为实现亮度均匀、形状对称、高对称光束质量的高功率半导体激光输出,提出了一种基于mini-bar芯片的高功率光纤耦合系统设计方案,使用Zemax设计了一套针对200μm/NA0.22多模光纤的500 W级光纤耦合输出系统.设计使用反射镜-条纹镜系统实现单列叠层微通道封装芯片快轴方向光束的尺寸压缩,并结合偏振合束技术在不改变光束束参积的条件下将功率提高一倍,并使用慢轴扩束系统压缩慢轴方向发散角,最后采用非球面透镜耦合进目标光纤.在设计的基础上采用4列叠层微通道封装的叠阵(每列包含5个mini-bar芯片)进行了等效验证实验,在注入电流为37 A时得到稳定输出功率506 W的小型化模块,亮度达10.3 MW/(cm2·sr),电光效率为43.0%.设计和实验共同表明,该光纤耦合模块可实现500 W稳定功率输出,可广泛应用在光纤/固体激光泵浦及工业加工等领域.

关键词：半导体激光器、光纤耦合、光束整形、Zemax设计

所属期刊栏目：46

分类号：TN248(光电子技术、激光技术)

资助基金：中国工程物理研究院重大项目子课题AL01020103

在线出版日期：2017-12-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：67-72