三种半导体阵列光谱组束结构的输出特性.pdf

随着现代工业技术的飞速发展，高精度和高效率的激光加工技术正日益成为制造业中的重要工具。半导体激光器因其独特的优点在工业应用中占据着越来越重要的地位。然而，由于半导体激光阵列本身结构的局限性，例如快轴和慢轴方向光束质量不均衡，以及非发光区域的存在，严重影响了其在高精度应用领域的光束质量和空间亮度。因此，如何有效提高半导体激光阵列的输出光束质量和线宽控制，成为激光技术研究的重要课题。 《三种半导体阵列光谱组束结构的输出特性》这篇文献针对这一问题，提出了三种半导体阵列光谱组束结构，分别为快轴准直后的光谱组束、光束整形后的光谱组束以及线宽压窄外腔组束。通过巧妙地结合光栅衍射和外腔反馈机制，以及光束整形系统，上述技术能够实现将标准半导体激光阵列的多个发光单元锁定在不同波长的窄线宽上，输出组合方向上近似平行的光束。这样的输出不仅改善了半导体激光阵列的光束质量，而且还实现了线宽的压缩。 实验部分，研究者构建了一个由19个单元组成的标准半导体激光阵列，每个单元的宽度为100微米，周期为500微米。针对提出的三种组束结构，进行了系统的实验验证。实验结果表明，通过上述技术组合的光束质量得到了显著提升，接近单个发光单元的水平，同时实现了较窄的线宽输出。这些实验成果不仅为提高半导体激光器的输出功率和质量提供了实验支持，也为高功率半导体激光器的应用扩展了新的可能。 文章还指出，大功率半导体激光器相较于传统的CO2激光器、光纤激光器和固体激光器，具有更高的电光转换效率和更长的使用寿命，这使得它在功率耦合入小芯径光纤后，成为更具经济性的加工设备。在高性能碱金属蒸汽激光器泵浦等领域，窄线宽输出具有显著的应用价值。 尽管半导体激光阵列在光束质量方面面临着挑战，但是文章所介绍的技术手段，如光束整形和光谱组束技术，为我们提供了一条通过技术革新来有效提升半导体激光阵列性能的途径。这将有助于满足制造业、激光器泵浦以及国防等应用领域对高性能激光器日益增长的需求。 综合而言，这篇文章不仅揭示了半导体激光阵列光束质量改进的关键在于光谱光束组合技术，而且通过精确控制和优化衍射光栅、光束整形和外腔反馈机制，显著改善了半导体激光器的输出特性。这项研究不仅提升了现有激光技术的性能，而且为未来激光技术的发展指明了新的方向，为拓展激光在更多领域的应用提供了可能。随着技术的不断进步，相信半导体激光器的应用将会更加广泛，进一步推动工业生产方式的变革。