國(guó)內(nèi)外半導(dǎo)體激光器發(fā)展歷程及現(xiàn)狀

技術(shù)研究所和西安電子科技大學(xué)等。

捆綁耦合技術(shù)進(jìn)行光束整形。先用一根光纖柱透鏡進(jìn)行快軸壓縮，然后進(jìn)入與發(fā)光區(qū)相對(duì)應(yīng)的嚴(yán)格周期分布的光纖排，最后把輸出的多根光纖捆成一束。這種方法可以簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)LD線陣輸出光場(chǎng)的對(duì)稱化，且光束經(jīng)過一段距離的光纖傳輸后在輸出截面上的強(qiáng)度得到均勻化，傳輸過程中的光能損失也很小，缺點(diǎn)是輸出光纖芯徑粗，亮度不高。

，耦合效率為75%。2003年，中科院半導(dǎo)體所利用這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)了60 W 的大功率輸出，耦合效率為82%，輸出光纖為1.5 mm，數(shù)值孔徑為0.11，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)。

板片緊密排列構(gòu)成的折射棱鏡堆，進(jìn)行光束的重排，實(shí)現(xiàn)快慢軸方向光束質(zhì)量均勻化。目前該公司可以提供30 W、400 m的耦合輸出系統(tǒng)。

　　中科院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所采用折反射整形法，利用一組繞自身底棱旋轉(zhuǎn)45°的微片棱鏡堆，使得線陣半導(dǎo)體激光器發(fā)出的光在慢軸方向被N個(gè)微棱鏡切割成N段，每一段光束在對(duì)應(yīng)的微棱鏡中經(jīng)過幾次內(nèi)全反射后偏轉(zhuǎn)90°，實(shí)現(xiàn)了慢軸光束在快軸方向的重排。利用此技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了600 mm 光纖輸出，系統(tǒng)的總效率達(dá)到52%。

　　中電集團(tuán)十三所采用偏振復(fù)合技術(shù)，首先兩個(gè)線陣半導(dǎo)體激光器分別進(jìn)行快軸準(zhǔn)直和光束整形變換，將其中一路光束利用半波片改變其偏振態(tài)，使其與另一路光束偏振度正交，這樣再經(jīng)過偏振合束器，兩路光就整合到一路，且光束質(zhì)量不變，達(dá)到提高光亮度的目的。利用此技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)808 nm線陣半導(dǎo)體激光器耦合進(jìn)芯徑400 μm，數(shù)值孔徑0．22的石英光纖，整個(gè)系統(tǒng)耦合效率為60％ ，功率密度48000 W/cm2 。

　　中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所早在2002年就報(bào)道了通過光纖排捆綁耦合進(jìn)行光束整形的技術(shù)。半導(dǎo)體激光器線列陣的輸出光束首先用多模光纖進(jìn)行快軸壓縮，然后一對(duì)一的耦合進(jìn)精密排列的光纖列陣中，最后在輸出端捆成一束，實(shí)現(xiàn)了l5 w 的激光輸出，耦合效率為75%。該方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耦合效率高、成本低、調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單、利于產(chǎn)品化生產(chǎn)。2003年研制成功了一對(duì)線列陣半導(dǎo)體激光器60 w 功率光纖耦合輸出器件，總耦合效率82%，出光口徑為1.5 mm，數(shù)值孔徑0.1l。2004年5月又實(shí)現(xiàn)了單條線列陣半導(dǎo)體激光器30 W 功率光纖耦合輸出，出光口徑為1.07 mm，數(shù)值孔徑0.1l。光電子器件國(guó)家工程中心的光纖排捆綁耦合整形器件已實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)。