光学组合半导体激光器输出光束特性研究

张靳; 黄磊; 王东生; 殷聪; 巩马理

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

光学组合半导体激光器输出光束特性研究

张靳 , 黄磊 , 王东生 , 殷聪 , 巩马理

文章导航 > 激光技术 > 2007 > 31(3): 228-231,241

引用本文:

Citation:

光学组合半导体激光器输出光束特性研究

1.
清华大学, 精密仪器系, 北京, 100084

作者简介: 张靳(1983- ),女,硕士研究生,主要从事半导激光器相关技术研究..

通讯作者: 巩马理, gongm@ltsinghua.edu.cn

中图分类号: TN248.4

Study on characteristics of output beam of combined optical diode lasers

1.
Department of Precision Instruments and Mechanology, Tsinghua University, Beijing 100084, China

Corresponding author: GONG Ma-li, gongm@ltsinghua.edu.cn

CLC number: TN248.4

摘要: 为了评价光学组合半导体激光器的输出光束性能,采用两种方法从理论上分析了光学组合半导体激光器的输出光束的光束传播因子.第1种方法与传统堆栈式半导体激光器的光束质量评价方法类似,通过几何光学得到光束束宽;第2种方法采用管芯光强分布的类高斯模型计算输出光束的二阶矩进而得到光束束宽,最后均得到输出光束的光束传播因子与激光条单元数及激光条包含管芯数的关系.进行了3个激光条组成的光学组合半导体激光器的实验,获得输出功率120W,功率密度209W/cm2,光束平均间距1.1mm,整体光束传播因子M2=197.对比了两种方法及实验结果.结果表明,这两种方法可以用来估算光学组合半导体激光器的输出光束质量.
- 激光光学 /
- 光学组合半导体激光器 /
- 光束质量 /
- 光束传播因子 /
- 二阶矩
Abstract: For the purpose of evaluating the performance of combined optical diode lasers,two approaches estimating beam propagation factor were analyzed.One was similar to the approach used in the traditional diode stack,calculating the beam width based on the geometry optics,the other was based on the similar Gaussian model of the emitter calculating the beam width by the definition of the second order moment of intensity distribution.Finally the dependence of the M2 factor of the output beam on the number of the diode bars and the number of emitters per bar was deduced.An experiment on a three-bar combined optical diode laser was carried out,with output power of 120W,power density of 209W/cm2,average pitch of 1.1mm,and total beam propagation ratio M2=197.The two approaches were compared through the experiment.The analysis results show that both these approaches are available in estimating the output beam quality of the optical combination diode lasers.
- laser optics /
- combined optical diode lasers /
- beam quality /
- beam propagation /
- ratio second order moments

[1]	BONATI G,HENNIG P,SCHMIDT K.Passively cooled diode laser for high power applications[J].SPIE,2004,5336:71～76.
[2]	TREUSCH H G,OVTCHINNIKOV A.High-brightness semiconductor laser sources for materials processing:stacking,beam shaping,and bars[J].IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics,2000,6(4):601～614.
[3]	ZHANG J,HUANG L,WANG D et al.Matrix method of reflector alignment in optical combination semiconductor lasers[J].Laser Technology,2006,30(5):548～551(in Chinese).
[4]	ISO11146-2005.Laser and laser-related equipment-test methods for laser beam widths,divergence angles and beam propagation ratios-part 1:stigmatic and simple astigmatic beams[S].
[5]	BPPICH B.Measurements of beam parameters with 2-D matrix camera arrays[J].SPIE,1996,2870:31～39.
[6]	SIEGMAN A E,SASNETT M W,JOHNSTON T F.Choice of clip levels for beam width measurements using knife-edge techniques[J].IEEE J Q E,1991,27(4):1098～1104.
[7]	BACHMANN F G.Chances and limitations of high-power diode lasers[J].SPIE,2004,5336:95～106.
[8]	ZENI L,CAMPOPIANO S,CUTOLO A et al.Power semiconductor laser diode arrays characterization[J].Optical and Lasers in Engineering,2003,39(2):203～217.
[9]	GAO C Q,WEI G H.Study on the beam quality of uncoupled laser diode arrays[J].Chinese Journal of Lasers,2001,B10(4):241～245.
[10]	MUELLER N G,WEBER R,WEBER H P.Output beam characteristics of high-power continuous-wave diode laser bars[J].Opt Engng,1995,34(8):2384～2389.
[11]	SIEGMAN A E.New developments in laser resonators[J].SPIE,1990,1224:2～14.

[1]	彭愿洁 , 吕百达 . 光束的二阶矩矩阵和~M2因子. 激光技术, 2004, 28(6): 648-651.
[2]	郑晖 , 林季鹏 , 史斐 , 戴殊韬 , 江雄 , 康治军 , 翁文 , 林文雄 . 倍频过程对激光光束质量及空间分布的影响. 激光技术, 2009, 33(1): 67-70.
[3]	彭愿洁 , 吕百达 . 激光束的分类. 激光技术, 2003, 27(5): 463-465.
[4]	杨孝敬 , 焦清局 , 王乙婷 . 光束参量积对半导体激光器光束质量的评估. 激光技术, 2018, 42(6): 859-861. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.06.025
[5]	吕百达 . 关于激光光束质量若干问题的分析. 激光技术, 1998, 22(1): 14-17.
[6]	艾尼江·阿塔伍拉 , 阿布都热苏力·阿不都热西提 . 基于高斯光束的飞秒激光光束质量检测技术. 激光技术, 2019, 43(6): 846-849. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.06.021
[7]	熊新健 , 陈培锋 , 王英 , 杨亚楠 , 李响 . 半导体侧面抽运板条激光器光束质量优化. 激光技术, 2019, 43(5): 724-728. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.05.026
[8]	杨峰 , 余文峰 , 陈佳元 , 邬思明 , 左都罗 , 程祖海 . TEA CO2激光器同轴非稳腔光束质量. 激光技术, 2008, 32(3): 314-316.
[9]	赵长明 . 激光光束质量参数测量的实验研究. 激光技术, 2000, 24(6): 341-344.
[10]	张建云 , 陈帆 , 马骏 , 潘少华 , 魏聪 , 王敏 , 刘戴明 . 熔融石英基片热形变及其对光束质量的影响分析. 激光技术, 2019, 43(3): 374-379. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.03.016
[11]	马毅勇 , 程祖海 , 库耕 , 张耀宁 . 孔栅分束镜测量强激光远场光束质量的研究. 激光技术, 1998, 22(2): 118-121.
[12]	盛朝霞 , 王再军 . 强激光输出窗口热行为对光束质量的影响. 激光技术, 2008, 32(3): 278-280.
[13]	陈培锋 , 陈涛 , 丘军林 . 材料加工用激光束质量初探. 激光技术, 1995, 19(5): 289-292.
[14]	李呈德 , 陈涛 , 万盈 , 左铁钏 . LPX305iF型准分子激光光束质量诊断. 激光技术, 2000, 24(3): 155-157.
[15]	甘巧强 , 朱晓鹏 , 潘学俭 , 邓捷 , 宋国锋 , 陈良惠 . 半导体激光器光束特性的计算机模拟与实验研究. 激光技术, 2004, 28(3): 298-302.
[16]	潘圆圆 , 崔瑞祯 , 陈刚 , 巩马理 , 黄磊 . 用于半导体激光器的棱镜组光束整形方法. 激光技术, 2006, 30(4): 370-372,376.
[17]	丘军林 . 高功率激光器的光束质量及其对激光加工的影响. 激光技术, 1994, 18(2): 86-91.
[18]	余本海 . 输出镜对双棒串接固体激光器输出光束的影响. 激光技术, 2004, 28(1): 94-97,102.
[19]	王天明 , 李斌成 , 赵斌兴 , 孙启明 . 高功率激光作用下光学元件非线性热效应研究. 激光技术, 2022, 46(6): 729-735. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.06.003
[20]	王小兵 , 孙斌 , 程勇 , 王古常 , 曾文锋 , 王大勇 . 定向棱镜腔平顶高斯激光束特性的研究. 激光技术, 2002, 26(2): 117-119122.

点击查看大图

计量

文章访问数: 3447
HTML全文浏览量: 532
PDF下载量: 476
被引次数: 0

光学组合半导体激光器输出光束特性研究

通讯作者: 巩马理, gongm@ltsinghua.edu.cn

作者简介: 张靳(1983- ),女,硕士研究生,主要从事半导激光器相关技术研究.

1. 清华大学, 精密仪器系, 北京, 100084

收稿日期: 2006-05-08
录用日期: 2006-07-16
网络出版日期: 2007-06-25

关键词:

摘要: 为了评价光学组合半导体激光器的输出光束性能,采用两种方法从理论上分析了光学组合半导体激光器的输出光束的光束传播因子.第1种方法与传统堆栈式半导体激光器的光束质量评价方法类似,通过几何光学得到光束束宽;第2种方法采用管芯光强分布的类高斯模型计算输出光束的二阶矩进而得到光束束宽,最后均得到输出光束的光束传播因子与激光条单元数及激光条包含管芯数的关系.进行了3个激光条组成的光学组合半导体激光器的实验,获得输出功率120W,功率密度209W/cm2,光束平均间距1.1mm,整体光束传播因子M2=197.对比了两种方法及实验结果.结果表明,这两种方法可以用来估算光学组合半导体激光器的输出光束质量.