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August 26, 2022

激光器耦合技术_半导体激光器耦合原理及优势

激光器耦合

光纤耦合半导体激光器 是一种二极管激光器,其中产生的光耦合进一根光纤中。很多情况下,需要将二极管激光器中输出光耦合进光纤中从而能够将光传输到需要的地方。


光纤耦合半导体激光器类型:

很多二极管激光器成品都是光纤耦合的形式,在激光器封装中包含很坚固的光纤耦合光学部件。不同的二极管激光器采用的光纤和技术是不同的。
最简单的情况是VCSEL(垂直腔面辐射激光器)通常辐射的光束具有很高的光束质量,中等光束发散角,无像散以及圆形强度分布。将辐射斑点成像到单模光纤纤芯中只需采用一个简单的球形透镜。
耦合效率可以达到70-80%。也可以直接将光纤耦合进VCSEL的辐射表面。
小的边发射激光二极管也会辐射单个空间模式,因此从原理上说可以有效耦合进单模光纤中。但是,如果只采用一个简单的球形透镜,光束的椭圆度会极大的降低耦合效率。
并且光束发散角至少在一个方向相对较大,因此需要透镜具有相对比较大的数值孔径。另一个问题就是二极管输出光存在的像散,尤其是增益导引的二极管,可以采用一个附加的圆柱透镜进行补偿。如果输出功率到达几百毫瓦,光纤耦合增益导引的激光二极管可以用来泵浦掺铒光纤放大器。
 

光纤耦合的半导体激光器具有以下优势:

光纤中出射光的强度曲线一般为平滑的圆形,并且光束质量是对称的,这在应用时非常便利。例如,采用不太复杂的光学装置产生圆形的泵浦斑点用于端泵浦固态激光器。
如果将激光二极管和其冷却装置从固态激光头中移除,那么激光器变得很小,就有足够的空间来放置其它的光学部分。调换不合格的光学耦合半导体激光器不需要改变装置的排列。光学耦合装置很容易与其它光纤光学器件结合一起使用。

Kvant科旺特激光公司推出了光纤耦合激光器。它与所有高功率KVANT激光模组兼容,不受其波长和功率输出大小影响。包括一个可拆卸的光纤耦合组件和一个芯径在50um到400um范围内的大功率光纤。该组件可用于标准光纤连接器SMA905和FC/PC。可拆卸光纤耦合组件的优点是,它可用于配置光纤耦合光束和自由空间光束。耦合效率较高可达范围84~88%
KVANT 科旺特激光推出了激光光纤耦合组件能在输出端提供均匀的顶帽强度分布,这对于一些建筑和研究应用是必不可少的。加上其光纤去斑点装置,可适用于激光电影院DLP成像其他显示技术应用

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