陕西经济人物候选人刘兴胜的“激光创业梦”

2013-01-16 00:08

　在出纤功率要求较高的情况下，利用多个经快轴准直镜（FAC）准直的单元器件所发出的光束，在快轴方向上紧密排列，经偏振合束，然后聚焦耦合进光纤。2009年，美国Nlight公司利用该结构集成14个单元器件获得了NA=0.15，105 μm芯径光纤单模块输出100 W（如图2），耦合效率71%。该类结构模块具有体积小、亮度高、寿命长等优点，但内部光学元件多，装调难度大，成本高。

图2 多个单管半导体激光器件集成光纤耦合输出模块光路结构

　　半导体激光短阵列器件集成光纤耦合输出

　利用多个经快轴准直镜准直后的短阵列器件所发出的光束，在快轴方向上紧密排列，经偏振合束，然后聚焦耦合进光纤。2007年，德国DILAS公司利用该结构（如图3）获得了NA=0.22，200 μm芯径光纤单模块输出500 W，耦合效率83%。该结构模块亮度高，寿命长，但光学元件多，装调集成难度大，成本高。

图3 多个短阵列器件集成光纤耦合输出模块结构

　　微通道热沉封装结构半导体激光阵列堆光纤耦合输出

　微通道热沉封装结构的半导体激光阵列堆(CM Bar Stack)输出光束经快、慢轴准直后，空间集成，快慢轴光束均匀化，然后聚焦耦合进入光纤（如图4）。目前，该结构可达NA=0.22，200μm芯径光纤单模块输出400W，该结构模块亮度较高，光学元件少，结构简单，但成本较高，而且必须采用去离子水作为冷却介质，使用维护要求高，同时由于在去离子水的侵蚀作用下微通道热沉寿命较短，如果不进行精细的冷却水管理，会导致该结构模块寿命仅为2万小时左右。

图4 多个微通道冷却半导体激光堆集成光纤耦合输出模块结构