高效率半导体激光器光纤耦合模块.pdf

【半导体激光器光纤耦合模块】是激光技术领域中的一个重要组成部分，主要用于提升激光光源与光纤之间的能量传递效率。随着半导体激光器在激光加工、激光打标、塑料加工等领域的广泛应用，传统的激光二极管阵列光纤耦合方式因其低耦合效率已经不能满足低成本和高性能的需求。因此，研发高效率的半导体激光器光纤耦合模块变得尤为关键。 该篇论文介绍了由8只单管半导体激光器（波长808nm，输出功率5W）通过合束技术耦合进200μm芯径、数值孔径（NA）为0.22的光纤，成功制造出一种高效率的半导体激光器光纤耦合模块。最终实现的光纤输出功率为33.2W，耦合效率超过83%，这一成果对于提高激光系统的整体性能具有重要意义。 传统的半导体激光阵列光纤耦合技术存在若干问题，如热串联影响导致的功率和可靠性下降、封装过程中的Smile效应影响光束质量和准直效果，以及复杂的光束整形元件导致的功率损失。而单管半导体激光器因其独立的发光单元特性，能有效避免这些问题，提供更好的散热性能，更稳定的输出，并且寿命较长，一般可达到10万小时。 文中提到，长春理工大学采用二级反射镜法实现了单波长光纤耦合，达到了12.4W的200μm光纤输出功率和74%的耦合效率。而国外的研究则进一步发展，单管半导体激光器合束的输出功率可以达到几十瓦，甚至百余瓦。 德国弗朗和菲研究所利用阶梯镜反射法将两种偏振态、波长为975nm的单管半导体激光器合束，实现了100W的105μm光纤输出功率，耦合效率为80%。瑞士Oelaro公司则通过偏振合束技术，将波长980nm的单管半导体激光器转化为光纤耦合模块，同样取得了高效的耦合性能。 这些研究和创新表明，单管半导体激光器光纤耦合模块的发展趋势是向着更高的功率密度、更优的耦合效率以及更简便的光束整形方向发展，这将进一步推动激光技术在各领域的广泛应用。