半导体激光阵列光谱压窄及光束整形技术研究.pdf

半导体激光阵列光谱压窄及光束整形技术是当前半导体激光领域的重要研究课题。这项技术主要针对大功率半导体激光器阵列（LDA）的特性进行优化，以解决其在实际应用中存在的问题。LDA因其体积小、效率高、寿命长等优点，在固体激光器泵浦、材料加工、医疗等多个领域有广泛应用。然而，LDA的光谱宽度较宽（通常在2-4纳米）且中心波长会随环境温度变化而漂移，这对其性能和稳定性造成了影响。 文章中提到的技术方案采用了体布拉格光栅（VBG）外腔和阶梯镜来实现对半导体激光阵列的光谱压窄、波长稳定以及光束整形。VBG是一种能对特定波长进行选择性反射的光学器件，通过将其引入激光器系统，可以有效地锁定激光的发射波长，并抑制光谱的宽度。在15安培的工作电流下，实验结果显示激光波长被锁定在807.7纳米，且不受冷却水温变化的影响。同时，光谱宽度从自由运行的3.0纳米显著降低到0.23纳米，即使注入电流增加，光谱宽度也没有明显变宽，表明了该技术的有效性。 光束整形方面，使用阶梯镜进行处理，将原本的光束形状调整为更适宜耦合进光纤的形态。经过整形和聚焦后，激光成功耦合进芯径为600微米、数值孔径为0.22的光纤，耦合效率达到了88.6%。这一高效率的耦合对于提高系统的整体性能和传输效率至关重要。 LDA的另一个问题是快慢轴光束质量的不对称，通常快轴方向的光束质量较差。尽管文章没有详细讨论这个问题的解决方案，但可以推测光束整形技术可能也包括了改善这一不对称性的措施，以提高整个激光系统的光束质量。 这项研究通过VBG外腔和阶梯镜技术，成功地解决了LDA的光谱宽度和波长稳定性问题，同时优化了光束形状，提高了耦合效率，对于推动半导体激光器在各种应用中的性能提升具有重要意义。这些技术对于未来的半导体激光器设计和制造提供了重要的参考，特别是在需要高功率、窄谱线宽和良好光束质量的场合，如高精度测量、精密加工和高效率泵浦等领域。