國內(nèi)外半導體激光器發(fā)展歷程及現(xiàn)狀

技術研究所和西安電子科技大學等。

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

，耦合效率為75%。2003年，中科院半導體所利用這種技術實現(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)已實現(xiàn)小批量生產(chǎn)。

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

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

　　中電集團十三所采用偏振復合技術，首先兩個線陣半導體激光器分別進行快軸準直和光束整形變換，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，且光束質量不變，達到提高光亮度的目的。利用此技術，實現(xiàn)了兩個808 nm線陣半導體激光器耦合進芯徑400 μm，數(shù)值孔徑0．22的石英光纖，整個系統(tǒng)耦合效率為60％ ，功率密度48000 W/cm2 。

　　中國科學院半導體研究所早在2002年就報道了通過光纖排捆綁耦合進行光束整形的技術。半導體激光器線列陣的輸出光束首先用多模光纖進行快軸壓縮，然后一對一的耦合進精密排列的光纖列陣中，最后在輸出端捆成一束，實現(xiàn)了l5 w 的激光輸出，耦合效率為75%。該方法結構簡單、耦合效率高、成本低、調節(jié)簡單、利于產(chǎn)品化生產(chǎn)。2003年研制成功了一對線列陣半導體激光器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月又實現(xiàn)了單條線列陣半導體激光器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。光電子器件國家工程中心的光纖排捆綁耦合整形器件已實現(xiàn)小批量生產(chǎn)。