高功率
半導(dǎo)體激光器系統(tǒng)作為發(fā)展成熟的激光
光源,在材料加工和固體
激光器泵浦領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。盡管高功率半導(dǎo)體具備轉(zhuǎn)換效率高、功率高、可靠性強(qiáng)、壽命長(zhǎng)、體積小以及成本低等諸多優(yōu)點(diǎn),但是
光譜亮度相對(duì)較差則是一個(gè)不容忽視的缺點(diǎn)。半導(dǎo)體激光器bar條典型的光譜帶寬大約是3~6nm,而且峰值
波長(zhǎng)會(huì)受工作電流和工作溫度的影響而發(fā)生漂移。
pRxVsOb htrtiJ1 通常,摻釹固體晶體是對(duì)其相對(duì)較寬的808nm吸收帶進(jìn)行泵浦,標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體激光器系統(tǒng)能很容易地滿足808nm泵浦的光譜要。但是在過(guò)去幾年里,隨著半導(dǎo)體激光器bar條的工作電流和功率的不斷提高,導(dǎo)致在從閾值電流上升到工作電流的過(guò)程中產(chǎn)生了更大的波長(zhǎng)漂移。為了確保在整個(gè)工作范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、有效的泵浦,需要控制泵浦半導(dǎo)體激光器的光譜,使其光譜帶寬始終與激活激光介質(zhì)的吸收帶寬相匹配。
hyJ&~i0P{J (RrC<5" 另一方面,
光纖激光器的迅速發(fā)展,也增加了對(duì)其他波長(zhǎng)的泵浦源的需求。例如,泵浦波長(zhǎng)為1080nm左右的標(biāo)準(zhǔn)摻鐿光纖激光器,就需要915nm、940nm和980nm的光纖耦合半導(dǎo)體激光器系統(tǒng),特別是980nm泵浦區(qū)尤為重要,因?yàn)閾借O材料在該泵浦區(qū)具有較高的吸收系數(shù)和較窄的吸收帶寬。
})kx#_o]'d GV) "[O 通常,高功率半導(dǎo)體激光器模塊的典型光譜寬度大約是3~6nm,而且其中心波長(zhǎng)會(huì)隨著溫度和驅(qū)動(dòng)電流的變化而發(fā)生漂移,這對(duì)于具有較小吸收帶寬的泵浦應(yīng)用來(lái)說(shuō)是一個(gè)很大的障礙。高功率半導(dǎo)體激光器模塊的波長(zhǎng)穩(wěn)定性,對(duì)于有效地泵浦具有較窄吸收帶寬的固體激光器而言,至關(guān)重要。
=_3rc\0 uTz>I'f 體全息
光柵波長(zhǎng)穩(wěn)定性技術(shù),能幫助高功率半導(dǎo)體激光器模塊實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的波長(zhǎng)。當(dāng)然,要想實(shí)現(xiàn)可靠的波長(zhǎng)穩(wěn)定性能,必須要對(duì)體全息光柵和半導(dǎo)體激光器模塊的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行慎重選擇。
)h>dD 0|K<$e6IH 另一個(gè)新的泵浦波長(zhǎng)是在888nm泵浦Nd:YVO4,與808nm泵浦相比,888nm泵浦的優(yōu)勢(shì)在于該波長(zhǎng)處于各向同性吸收區(qū),即在所有偏振方向上具有相同的吸收系數(shù),并且量子虧損小。[1]
90Sras>F 9An\uH)mL 對(duì)于光譜線寬要求最高的應(yīng)用之一是堿金屬蒸汽激光器(如銣或銫)的光泵浦,這類應(yīng)用需要的線寬大約為10GHz。對(duì)于這些應(yīng)用,要實(shí)現(xiàn)有效泵浦,必須要控制半導(dǎo)體激光器泵浦源的光譜。[2]
Uc,.. FqGMHM\J 由多個(gè)半導(dǎo)體激光器bar條構(gòu)成的高功率半導(dǎo)體激光器系統(tǒng)的另一缺點(diǎn)在于相對(duì)較差的光束質(zhì)量和亮度B,下面的公式是B的定義。半導(dǎo)體激光器光束的亮度由激光功率P以及慢軸和快軸方向上的光束參數(shù)乘積(BPP)所確定。[3]
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