解锁锁波高功率半导体激光器技术之谜

B站影视 2024-12-26 18:55 2

摘要:在当今科技迅猛发展的背景下,超快激光器、固体激光器和高亮度光纤激光器因其独特的优势在工业、医疗、通信、新消费、科研等多个领域扮演着越来越重要的角色。这些激光器的性能在很大程度上依赖于其泵浦源的稳定性和效率,尤其是波长稳定性。今天,我们就来探讨一下锁波泵浦源的基

在当今科技迅猛发展的背景下,超快激光器、固体激光器和高亮度光纤激光器因其独特的优势在工业、医疗、通信、新消费、科研等多个领域扮演着越来越重要的角色。这些激光器的性能在很大程度上依赖于其泵浦源的稳定性和效率,尤其是波长稳定性。今天,我们就来探讨一下锁波泵浦源的基本原理及其在这些激光器中的应用。

锁波泵浦源是一种能够输出特定波长、功率稳定且具有良好锁波特性的激光光源。泵浦源的波长稳定性对于固体激光、超快激光器的效率和输出质量至关重要。锁波泵浦源通过精确控制泵浦光的波长,最大化泵浦光与激光介质的吸收匹配,并减小废热,减小非线性效应,从而提高激光器的效率和稳定性。

△体布拉格光栅

近年来,体布拉格光栅(VBG)被用于大功率半导体激光器的波长稳定和光谱压缩,取得了明显的进展。如图所示,VBG被置于半导体激光器外部的光束传播光路中,并垂直于激光出射方向。当光波沿着该方向传输时,如果激光发射的波长满足VBG布拉格衍射条件,就会发生选频反射,构成一个外腔。

外腔反馈稳定波长是利用光栅等的光反馈来控制半导体激光器的频率特性的。由于外腔光栅(如VBG)反射率较高,外腔的损耗也远低于内腔的,使得外腔在与内腔进行模式竞争时形成优势,起到波长锁定的作用。同时,VBG与半导体激光器端面形成外腔结构,既相当于增长腔长,也可起到压窄激光器线宽的作用。在外反馈注入锁定的调整过程中,激光束的准直和反馈光的准直调节是极为重要的。同时外腔反馈激光器的腔长稳定性十分重要,必须对腔体进行精度较高的结构设计和热膨胀。

△锁波半导体激光器原理图

整个器件的耦合是通过一种斜面式多管半导体激光器耦合装置自动进行的,装置中的多个激光二极管固定在底板的具有高平整度的不同倾斜台阶面上,工作时激光二极管发出高度不同的光,光通过快轴准直透镜FAC、慢轴准直透镜SAC的准直后变为平行光束,再经过反射镜的转向,集成在一个区域内。集成后的光束经过准直透镜后,聚焦进人光纤。

△20℃下锁波后不同电流下的光谱

△18A下锁波后不同温度的光谱

星汉激光这些年在进行技术创新和产品研发的同时,不断攻克技术难题,作为半导体激光技术领域的佼佼者,提供多元化的泵浦源解决方案。锁波泵浦源产品波长覆盖了878.6nm、885nm、888nm、969nm和976nm。产品具备波长稳定、高亮度、高功率、高可靠性的特点。

(1)新一代1000W-220um高功率锁波976nm泵浦源等产品,丰富了锁波产品的种类和应用场景,指标在业内领先。

△锁波976nm 1000W 220μm

(2)针对锁波泵浦源的重量功率比取得了突破,达到了3.15W/g。

△轻型化锁波泵浦源

(3)针对碟片激光器泵浦,星汉激光还开发了WS969nm 3000W高功率1000μm光纤的直接输出的半导体激光器,锁波半高谱宽

高功率锁波半导体激光器,由于采用合适反射率的VBG进行反馈,芯片腔内的光子密度、腔面镀膜压力相对非锁波芯片更高,对激光芯片的长效可靠性提出了更高挑战。星汉激光拥有从半导体激光芯片封装、表征测试到器件封装等全套核心技术,为精准评估半导体激光芯片的性能和寿命数据提供了有力保障。

△CW:IO=30A.Po=28W,Tict=85°C

星汉激光凭借在半导体激光器核心元件及芯片领域的技术领先优势,以及与国际企业的合作和对上下游产业链的积极布局,星汉激光的锁波产品在市场上具有较强的竞争力,能够为客户提供一站式的半导体激光技术及解决方案,赢得了客户的信赖和好评。

来源:焊接之家WELDHOME

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