刘翠翠，王 鑫，井红旗，吴 霞，王翠鸾，马骁宇*

(1.中国科学院 半导体研究所，北京 100083； 2.中国科学院大学，北京 100049)

1 引 言

随着科技的发展，光电子产业已融入到医疗美容、电子通讯、工业加工及国防安全等各个领域，成为当今社会必不可少的产业之一。同时，光纤激光器及全固态激光器产业的发展对其泵浦器件即半导体激光器光纤耦合模块的数量与性能的要求也在不断上升[1-4]。

近年来各国均不断取得单管半导体激光器(简称“单管”)光纤耦合工艺上的突破。德国Fraunhofer实验室2009年首先提出以阶梯反射镜法实现空间合束，经芯径105 μm的光纤可出射光功率60 W[5]。2016年，凯普林公司应用体布拉格光栅锁模技术制备的偏振合束模块经100 μm的光纤输出100 W光功率，耦合效率90%[6]。2013年，中国科学院长春光机所以半导体激光器阵列为研究对象开展了500 W三波长合束光纤耦合模块的设计工作[7]，其结果显示，波长合束技术可大大减小模块体积，并成倍增大光功率密度。

在半导体激光器世界中，相比于激光器bars条与激光器阵列，单管半导体激光器凭借其无“smile 效应”、电光转换效率高、寿命长、体积小等优点，具有良好应用前景，也逐渐成为高功率、高亮度、多波长光束输出的光纤激光器泵浦激光源模块的重要的基本单元。

但综合国内外的研究进展，对单管光纤耦合模块的研究仍以空间合束、偏振合束技术为主，对多单管波长合束模块的研究仍鲜有耳闻。因此本课题利用ZEMAX光学设计软件、Solidworks工程设计软件、ANSYS热分析软件等设计并分析了一种含3种波长、30支单管激光器的光纤耦合模块。……