侵权投诉
订阅
纠错
加入自媒体

泵浦用大功率半导体激光器研制与应用发展状况

2013-02-28 11:53
棒棒书香
关注

  引言

  1962年,第一只同质结砷化镓半导体激光器(LD)问世,1963年,美国人纽曼就首次提出了用半导体作为固体激光器泵浦源的构想,并利用GaAs二极管在865~890nm的辐射激发Nd:CaWO4得到了1.06μm的荧光输出。当时,二极管的各项性能还很差,效率低,阈值高,而且只能在低温77K下运转。1978年量子阱激光器概念的提出,是半导体激光器泵浦全固化固体激光器(DPSSL)发展历史上的一个里程碑。由于量子阱激光器的出现,使得LD的增益系数提高,而且在室温下阈值电流减小,线宽变窄,效率提高,极大地推动了DPSSL的发展。1985年,激光二极管泵浦Nd:YAG获得80mW、1.06μm单模输出,总效率为8%。1987年, 横向泵浦棒状Nd: YAG得到21W 的峰值输出。同年,LD列阵泵浦板条Nd:YAG得到峰值功率70kW 的巨脉冲输出。1997年, 日本Mitsubishi Electric 公司的研究人员采用侧面泵浦Nd: YAG 棒结构, 得到了80W基模输出, 光—光转换效率为20.7% , 电光效率为8.06%。

  1、半导体激光器泵浦的激光器

  适合LD泵浦的激光晶体, 必须具备以下三个条件: 较宽的泵浦吸收带与现有的大功率激光二极管的发射带相匹配, 而且吸收带越宽, LD结温变化对激光输出影响越小; 激活离子有较长的荧光寿命, 亚稳态能级上能积累更多的粒子, 有利于储能和器件的输出功率的提高; 激光晶体还要具有大的激光跃迁截面,σ大的晶体易实现激光振荡。适合LD泵浦的晶体有几十种, 它们一般都具有锐荧光谱线、较宽的吸收带和大的发射截面的特点, 但于具体应用而言, 必须将晶体的物理、化学、热学和光谱学性能有机结合, 综合考虑, 而不能单独追求某一项性能指标, 这样才能满足器件整体的稳定性和可靠性的要求。表1列出了部分适合LD泵浦的激光晶体。

  DPSSL从泵浦方式上可以简单地归为两类:端面泵浦和侧面泵浦。一般认为, 在端面泵浦的结构中, 泵浦光沿晶体轴向传播, 通过整个晶体, 吸收效率很高, 而且利用光学器件可以很容易地将泵浦光的光束与谐振腔的振荡模式相匹配, 获得单模输出, 斜效率可以达到70% 以上 , 缺点是由于晶体的受光截面以及晶体中热效应的影响, 很难得到大功率的激光输出。对于侧面泵浦来说, 半导体激光器放置在晶体的周围, 有足够的空间得到很高的泵浦功率, 可以得到更大功率输出, 缺点是, 泵浦光的入射方向与晶体中的光传播方向相互垂直, 泵浦光的分布与谐振腔所决定的模式分布很难达到最佳匹配, 所以侧面泵浦的激光器光束质量较差。

1  2  3  4  下一页>  
声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号