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高亮度半导体激光器拓展新波长

导读: 通常慢轴发散角会随着波长的增加而增加,这意味着慢轴准直透镜(SAC)的焦距必须合适。

  半导体激光器技术的不断发展使其应用日益广泛,同时越来越多的应用都要求半导体激光器简单易用,这使光纤耦合半导体激光器模块广受青睐。为了更好地满足应用需求,在设计高亮度半导体激光器模块时,必须要考虑一些重要的设计规则,特别是当这些模块的输出波长为非标准波长时。这些设计考量主要涉及以下几方面:

  原则上,最低衍射极限光束参数乘积(BPP)与波长成正比,也就是说,随着波长(λ)的增加激光打标机,光束质量会逐渐变差。光纤耦合模块需要一个特定的光束参数乘积,这意味着可以耦合到一根光纤中的发射体(emitter)的数量,会随着波长的平方因子(λ-2)而减少。例如,在1940nm时可以耦合到指定纤芯中的发射体的数量,要比在970nm时减少4倍。

  通常慢轴发散角会随着波长的增加而增加,这意味着慢轴准直透镜(SAC)的焦距必须合适,以避免由于SAC造成的能量损失。

  对于输出非标准波长的半导体激光器巴条,其快轴方向的发散角可达到90°,因此需要使用具有高数值孔径和高质量的快速轴准直透镜(FAC)。

  必须要考虑光学元件自身的损耗。特别是当波长超过2200nm时,由于羟基(OH)伸缩会导致大量水吸收。目前几乎微型光学元件使用的所有材料激光打标机,都会发生这种水吸收现象。

  图1:分别由1、3、6、12个半导体激光器巴条构成的光纤耦合半导体激光器模块。

  表1给出了各种光纤耦合半导体激光器模块(见图1)所能实现的输出功率。

  表1:各种光纤耦合半导体激光器模块所能实现的输出功率。

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