王 鑫,王翠鸾,吴 霞,朱凌妮,马骁宇,刘素平

(中国科学院半导体研究所,北京 100083)

GaAs基高功率半导体激光器单管耦合研究

王 鑫*,王翠鸾,吴 霞,朱凌妮,马骁宇,刘素平

(中国科学院半导体研究所,北京 100083)

设计了一种高亮度、高功率半导体激光器单管耦合输出模块,采用波长为975 nm的10W的GaAs基半导体激光器,将半导体激光器输出光束耦合进数值孔径0.18、纤芯直径105μm的光纤中,获得10 A电流下的输出功率为9.37W,耦合效率为94.3%,亮度为1.64 MW/(cm2·str)。

半导体激光器;光纤耦合;亮度

1 引 言

半导体激光器历经五十余年发展,受益于各类关联技术、材料与工艺等的突破性进步,已发展到一个比较成熟的阶段,广泛应用于光纤通信、光纤传感,光盘存储、激光显示、固体激光器泵浦等方面,已经成为光电子技术的核心器件之一[1-2]。半导体激光器具有体积小、重量轻、效率高等众多优点,但是由于其光束质量不好,光束发散角较大,且在水平和垂直方向上存在较明显的差异,所以需要对其进行技术改进[3]。半导体激光器的关键改进技术包括芯片外延生长技术、芯片封装、激光光束整形及激光器集成技术等。在实际应用中常采取光纤耦合的方式来改善光束质量,提高亮度[4-5]。

半导体激光器的缺点是腔面束腰小,快慢轴发散角差别很大,出射光束在空间分布不对称,激光光束高度发散,这些固有结构上的特点对耦合效率影响很大。为了得到高耦合效率,压缩快轴发散角并经过自聚焦将光耦合进光纤是一种有效方法。……