高功率光纤耦合半导体激光器

半导体激光器的应用与分类半导体光发射器是电流注入型半导体PN结光发射器件，具有体积小、重量轻、直接调制、宽带宽，转换效率高、高可靠和易于集成等特点，被广泛应用。

按照其发光特性，可分为激光二极管（又称半导体激光器或二极管激光器，Laser Diode，LD），通常光谱宽度不]于5nm（采取专门措施可不大于0.1nm）；发光二极管(Light Emitting Diode，LED)，光谱宽度一般不小于50nm；超辐射发光二极管(Superluminescent Dmde,SLD)，光谱宽度不大于5nm（采取专门措施可不大于0.1nm）；发光二极管（Light Emiltting，LED），光谱宽度一般不小于50nm；超辐射发光二极管（Superluminescent SLD），光谱宽度为30～50nm，本节重点介绍几种半导体激光器，钽电容简要介绍超辐射发光二极管。

半导体激光器的分类有多种方法。

按波长分：中远红外激光器、近红外激光器、可见光激光器、紫外激光器等；按结构分：双异质结激光器、大光腔激光器、分布反馈激光器、垂直腔面发射激光器；按应用领域分：光通信激光器、光存储激光器、大功率泵浦激光器、引信用脉冲激光器等；按管心组合方式分：单管、阵列（线阵、面阵）；按注入电流工作方式分：脉冲、连续、准连续等。

LD主要技术摄技术指标有光功率、中心波长、光谱宽度、阈值电流、工作电流、工作电压、斜率效率和电光转换效率等。

半导体激光器的光功率是指在规定驱动电流条件下输出的光功率，该指标直接与工作电流对应，这体现了半导体激光器的电流驱动特性。

如果是连续驱动条件，T491T336M004AT则输出功率就是连续光功率，如果是脉冲驱动条件，输出的光功率可用峰值功率或平均功率来衡量。

hymsm%ddz半导体激光器的中心波长是指激光器所发光谱曲线的中心点所对应的波长，通常用该指标来标称激光器的发光波长。

光谱宽度是标志个导体激光器光谱纯度的一个指标，通常用光谱曲线半高度对应的光谱全宽来表示。

大模场面积光纤高功率光纤激光器与光纤放大器随着大功率半导体激光技术的发展，半导体激光泵浦的固体激光器（DPSSL）在很大程度上克服了灯泵浦固体激光器的效率低、规模难以扩大、亮度随规模扩大而增大有限、介质热变形导致的光束质量下降等问题。

随着半导体激光器阵列价格的下降和固体激光器性能的提高，高功率DPSSL必将获得更为广泛的应用。

虽然DPSSL相对于CO2和灯泵Nd：YAG具有很大的优越性和竞争力，但由于在激光产生时总有一部分能量以无辐射跃迁的方式转换为热，对于常规的棒状DPSSL，高功率时存在严重的热透镜和热致双折射效应，从而使得光束质量下降。

这部分热能量如何从棒状激光介质中散发、排除，成为获得高光束质量、高功率输出的关键。

将块状激光介质做成薄片或拉成细长光纤形状，将会有效增大散热表面积，使表面积/体积比大大提高，有利于固体激光器散热问题的解决，这就是高功率固体激光器发展的两个重要方向：薄片激光器和光纤激光器。

通常所说的光纤激光器，就是采用光纤作为激光介质的激光器，通过在光纤基质材料中掺杂不同的稀土离子，获得所对应波段的激光输出。

对于常规的单模光纤激光器，要求注入到纤芯的泵浦光也必须为单模，这限制了泵浦光的入纤效率，导致光纤激光器的输出功率和效率较低。

双包层光纤的提出，为提高光纤激光器的输出功率和转换效率提供了有效的技术途径，改变了光纤激光器只能作为一种小功率光子器件的历史。

考虑到量子转换效率、抗激光损伤阈值和基底损耗等原因，掺镱石英双包层光纤是实现高功率光纤激光器或放大器的最佳选择。

随着双包层光纤制作工艺和高功率半导体激光泵浦技术的发展，单根双包层光纤激光器的输出功率逐步提高，连续输出功率已经达到千瓦级。

大模场面积双包层光纤双包层光纤中折射率呈典型的阶跃式分布，对于圆形的掺杂纤芯，双包层光纤激光器能否实现单模激光输出，取决于纤芯的直径d和数值孔径NA0，实际的单模条件为归一化频率。

要保证双包层光纤激光器实现单模激光输出，纤芯的参数必须满足上述条件。

绿光半导体激光器单管合束及光纤耦合技术研究摘要：近年来，随着我国经济的高速发展和科技的进步，光电器件与材料相关领域的研发不断取得新进展，性能得到明显强化，在各大领域得到广泛应用。

为进一步提高半导体激光功率，可以采用激光器单管合束及光纤耦合技术。

基于此，分析研究绿光半导体激光器单管合束及光纤耦合技术，对提高仪器总功率以及将其应用于更多领域有重要的现实意义。

关键词：绿光半导体激光器；单管合束；光纤耦合前言：利用合束技术可以使多个半导体激光器在光纤中进行耦合，由此形成半导体激光器的光学器件，保证激光的输出功率，提高激光束的质量。

目前，国内外已广泛使用多种红外波段的半导体激光器，广泛用于彩色显示、激光印刷、高密度光盘存储等领域，但目前对于可见光波段激光耦合模块尤其是绿光波段的研究还很少，因此，对绿光高功率半导体激光器光纤耦合模块进行深入研究，是当前光电器件与材料相关领域研发重点之一。

1半导体激光器光纤耦合模块研究半导体激光器技术已经相对成熟，由于其具有光束不均匀性、单元功率低等特点，在一定程度上限制其应用领域。

为保证半导体激光器的功率输出，需要对激光器进行多层叠加，这会一定程度上限制光束质量。

随着半导体耦合技术的不断发展和进步，通过使用半导体激光器进行合束，可以有效提升光束的质量，实现激光远距离柔性传输。

最早的光纤是20世纪50年代研制出来的，后来被人们逐渐推广使用。

在20世纪70年代，就有国外公司利用化学气相沉积法得到了损耗较低的光纤，随着半导体激光器的迅速发展和光纤耦合技术的发展，人们对不同类型的半导体激光器进行了大量的研究，并取得了大量的成果。

2半导体激光器非相干合束技术目前，半导体激光器的合束技术方法有两种：相干合束和非相干合束。

半导体激光器利用光束准直技术和聚焦耦合技术，使多个光束单元的耦合成为可能。

在相干合束技术的应用中，采用了相位控制方法，使激光阵列各发光元件产生同一波长的光束，从而达到相干合束。

半导体激光器的工作原理及应用摘要：半导体激光器产生激光的机理，即必须建立特定激光能态间的粒子数反转，并有合适的光学谐振腔。

由于半导体材料物质结构的特异性和其中电子运动的特殊性，一方面产生激光的具体过程有许多特殊之处，另一方面所产生的激光光束也有独特的优势，使其在社会各方面广泛应用。

从同质结到异质结，从信息型到功率型，激光的优越性也愈发明显，光谱范围宽，相干性增强，是半导体激光器开启了激光应用发展的新纪元。

关键词：受激辐射；光场；同质结；异质结；大功率半导体激光器The working principle of semiconductor lasers and applications ABSTRACT: The machanism of lasing by semiconductor laser,which requires set up specially designated reverse of beam of particles among energy stages,and appropriate optical syntonic coelenteronAs the specificity of structure from semiconductor and moving electrons.something interesting happens.On the one hand,the specific process in producing lase,on the other hand,the beam of light has unique advantages。

As the reasons above,we can easily found it all quartersof the society.From homojunction to heterojunction,from informatics to power,the advantages of laser are in evidence,the wide spectrum,the semiconductor open the epoch in the process of laser. Key worlds: stimulated radiation; optical field; homojunction; heterojunction; high-power semiconductor laser 0 前言半导体激光器是指以半导体材料为工作物质的激光器，又称半导体激光二极管（LD），是20世纪60年代发展起来的一种激光器。

第36卷，增刊红外与激光工程2007年6月高功率半导体激光器技术发展与研究刘国军，薄报学，曲轶，辛德胜，姜会林(长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室，吉林长春130022)摘要：高功率半导体激光器及阵列具有可用激光波长丰富、电光转换效率高、调制特性好等许多优点，特别是作为固体激光器和光纤激光器的高效率泵浦源而获得的全固态紧凑型激光器，持续受到极大的关注，得到快速发展。

近年来在高功率阵列半导体激光器模块化技术、超高效率、高效冷却技术、半导体激光器及阵列的光束质量优化、高效电源驱动技术等方面都取得了长足的进步，促进了其广泛应用。

将结合高功率半导体激光国家重点实验室的研究工作，概述近年来国内外半导体激光器技术的研究进展状况和发展趋势。

关键词：高功率；半导体激光器；阵列；效率中图分类号：TN248．4文献标识码：A文章编号：1007．2276(2007)增(激光)．0004-03T T●l●1J●t=U2n D O W er Se nU C onnU C t or I aSe瑙L脚G uo-j髓，B O B∞妯e，Q U Y l，ⅪN D e-s heng，J L悄G H ui-l i n删硐伽l al l‘ey【丑b of碰gh Pow盯ScnIi c∞du咖La∞r’a瑚gch蚰U IIi V e巧i t y o f Sci en∞锄d1幻hn ol ogy'C h柚gch眦13∞22’C蚰埝)A bs衄I ct：Hi gh pow er∞I I l i conduct or l舔er s，舔m e m ost i dea l pum pi ng s ourc e f or al l-s oⅡd com pa ctl嬲er s s uch a s sol i d s ta_te l a se r aI l d助er l as er'have gai ned e V er r叩i d de V el opm ent due t0吐l e i r w avel engt t l t I l皿abm t y，l l i gh ef!f i ci ency卸d good m odul at i on pr o叫y．hl m c ent year s，gr eat progr ess has bee n ac l l i e V e di n l l i gh pow er s el Il i conduct or l懿er m odul ar t e chIl i que，supe r-l l i gh eff i ciency，em ci ent c oohng t ecl l I l0109y’l舔e r be锄咖nsf b衄at i on aI l d hi gh ef!f i c i enc y dri V i ng t echI l ique．7m s r eporc w i l l addres s t l le i nt em at i onal 锄d dom es t i c r es ear ch act i V i t i es i n l l i gh pow er s砌conduct or l a ser s t ecb皿ol ogy and fut Il陀pros pec t s，w i t t l ourow n r e se铷_c h a s bas i c r ef色r℃nce．K e y w or ds：H i gl l pow er；Sel ni c∞duc缸l姻l r；加r ay；E伍ci饥cyO引言半导体激光器(L D)及其阵列具有高效率、结构简单、体积小、质量轻、调制效率高等优点，在国防、工业、科研、民用领域都得到了广泛的应用。

半导体激光器公司排名，国内半导体激光器公司半导体激光器又称为激光二极管（LD，Laser Diode），是采用半导体材料作为工作物质而产生受激发射的一类激光器。

常用材料有砷化镓（GaAs）、硫化镉（CdS）、磷化铟（InP）、硫化锌（ZnS）。

激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦激励三种形式。

半导体激光器件，一般可分为同质结、单异质结、双异质结。

同质结激光器和单异质结激光器室温时多为脉冲器件，而双异质结激光器室温时可实现连续工作。

半导体激光器的优点在于体积小、重量轻、运转可靠、能耗低、效率高、寿命长、高速调制，因此半导体激光器在激光通信、光存储、光陀螺、激光打印、激光医疗、激光测距、激光雷达、自动控制、检测仪器等领域得到了广泛的应用。

半导体激光器工作原理是：通过一定的激励方式，在半导体物质的能带（导带与价带）之间，或者半导体物质的能带与杂质（受主或施主）能级之间，实现非平衡载流子的粒子数反转，当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时便产生受激发射作用。

半导体激光器的激励方式主要有三种：电注入式、电子束激励式和光泵浦激励式。

电注入式半导体激光器一般是由GaAS（砷化镓）、InAS（砷化铟）、Insb（锑化铟）等材料制成的半导体面结型二极管，沿正向偏压注入电流进行激励，在结平面区域产生受激发射。

电子束激励式半导体激光器一般用N型或者P型半导体单晶（PbS、CdS、ZhO等）作为工作物质，通过由外部注入高能电子束进行激励。

光泵浦激励式半导体激光器一般用N型或P型半导体单晶（GaAS、InAs、InSb等）作为工作物质，以其它激光器发出的激光作光泵激励。

目前在半导体激光器件中，性能较好、应用较广的是：具有双异质结构的电注入式GaAs二极管半导体激光器。

半导体激光器公司排名_半导体激光器公司有哪些?国内半导体激光器/组件生厂商（排名不计先后）：国内做的很多，中科院半导体所、中航光电、nLight、BWT、西安炬光、北京海特、大族天成、大族锐波、江苏天元、武汉锐科、昆山华辰光电、深圳创鑫激光、苏州长光华芯光电技术有限公司、江苏华芯半导体、中科院苏州纳米所。

光纤打标机和半导体及灯泵浦激光打标机三者主要性能比较武汉百一机电工程有限公司光纤激光打标机与灯泵浦激光器性能对比光纤激光打标机设备型号及性能“武汉百一”的BY-YLP光纤激光打标机在激光打标应用方面具有许多独特的优势。

与传统的固体激光器使用晶体棒作为激光介质不同，光纤激光器的激光介质是很长的掺镱双包层光纤，并被高功率多模激光二极管所泵浦。

BY-YLP系列光纤激光打标机使用特点1、光束质量极好，适用于精密、精细打标BY-YLP系列光纤激光打标机光束质量比传统的灯泵浦固体激光打标机好得多，为基模（TEM00）输出，发散角是灯泵浦激光器的1/4。

尤其适用于要求高的精密、精细打标。

2、体积小巧、搬运方便、实现便携化BY-YLP采用光纤传输，由于光纤具有极好的柔绕性，激光器设计得相当小巧灵活、结构紧凑、体积小。

其重量和占地面积分别是灯泵浦泵浦激光打标机的1/10和1/4，节省空间，便于搬运。

且采用光纤传输决定了其能适应加工地点经常变换的要求，实现产品的便携化。

3、激光输出功率稳定、设备可靠性高能量波动低于2%，确保激光打标质量的稳定；平均无故障使用时间可达10万小时以上，灯泵浦激光打标机的氪灯的使用寿命在800小时左右。

4、效率高、能耗低、节省使用成本电光转换效率为30%（灯泵浦激光打标机为3%），设备功率仅500－1000W，日均耗电10度，是灯泵浦激光打标机的1/10左右，长期使用可为用户节省大量的能耗支出。

5、自主知识产权的操作软件，操作简便、功能强大可以标刻矢量式图形、文字、条形码、二维码等，可升级实现在线打标，自动打标日期、班次、批号、序列号，支持PLT、PCX、DXF、BMP等文件格式，直接使用SHX、TTF字库。

激光打标机系统组成BY-YLP型光纤激光打标机主要由四部分组成，即：进口光纤激光器、光路及振镜扫描系统、计算机控制系统及工作台。

1、光纤激光器光纤激光器一体化整体结构，无光学污染、无功率的耦合损失，结构小巧紧凑，空气冷却，具有其他激光器不具备的高效率和可靠性。

光纤激光泵浦源结构一、引言光纤激光泵浦源是一种新型的激光器，它采用光纤作为泵浦源，利用高功率激光对其进行泵浦，从而实现高能量、高效率的激光输出。

本文将详细介绍光纤激光泵浦源的结构、工作原理及其应用。

二、结构1. 光纤光纤是整个系统的核心部件，它通常由掺铒或掺钕等元素掺杂的石英玻璃制成。

这种材料具有良好的透明度和较低的非线性损耗，可以有效地将泵浦能量传输到放大介质中。

2. 泵浦模块泵浦模块通常由半导体激光器和耦合器组成。

半导体激光器是一种产生高功率激光的电子元件，可以将电能转化为光能。

耦合器则用于将半导体激光器产生的激光束耦合到光纤中。

3. 放大介质放大介质是指在波长范围内具有较高吸收截面和较长寿命的掺杂材料。

常见的放大介质有掺钕光纤、掺铒光纤等。

4. 光学元件光学元件包括反射镜、透镜等，用于对激光进行调节和聚焦。

三、工作原理当半导体激光器产生高功率激光束时，耦合器将其耦合到光纤中。

在光纤中，激光束与放大介质相互作用，从而产生受激辐射。

这些受激辐射与原始激光束不断相互作用，最终形成一个强大的激光脉冲。

四、应用由于其高能量、高效率的特点，光纤激光泵浦源被广泛应用于医疗、通信、制造等领域。

例如，在医疗领域中，它可以用于皮肤去除、眼科手术等；在通信领域中，它可以用于增强信号传输能力；在制造领域中，则可以用于材料切割和焊接等工艺。

五、结论通过对光纤激光泵浦源的结构、工作原理及其应用的介绍，可以看出它是一种具有广泛应用前景的激光器。

随着技术的不断进步，相信它将会在更多领域得到应用。

感谢观看
通常激光器封装形式主要包括单管、Bar条、阵列（Stack）、光纤耦合模块四种形式，其中光纤耦合模块主 要用作光纤激光器的泵浦光源。
应用
半导体激光器是成熟较早、进展较快的一类激光器，由于它的波长范围宽，制作简单、成本低、易于大量生 产，并且由于体积小、重量轻、寿命长，因此，品种发展快，应用范围广，已超过300种，半导体激光器的最主 要应用领域是Gb局域网，850nm波长的半导体激光器适用于Gh局域网，1300nm -1550nm波长的半导体激光器适用 于1OGb局域网系统。半导体激光器的应用范围覆盖了整个光电子学领域，已成为当今光电子科学的核心技术。半 导体激光器在激光测距、激光雷达、激光通信、激光模拟武器、激光警戒、激光制导跟踪、引燃引爆、自动控制、 检测仪器等方面获得了广泛的应用，形成了广阔的市场。1978年，半导体激光器开始应用于光纤通信系统，半导 体激光器可以作为光纤通信的光源和指示器以及通过大规模集成电路平面工艺组成光电子系统。由于半导体激光 器有着超小型、高效率和高速工作的优异特点，所以这类器件的发展，一开始就和光通信技术紧密结合在一起， 它在光通信、光变换、光互连、并行光波系统、光信息处理和光存贮、光计算机外部设备的光祸合等方面有重要 用途。半导体激光器的问世极大地推动了信息光电子技术的发展，到如今，它是当前光通信领域中发展最快、最 为重要的激光光纤通信的重要光源。半导体激光器再加上低损耗光纤，对光纤通信产生了重大影响，并加速了它 的发展。因此可以说，没有半导体激光器的出现，就没有当今的光通信。双异质结激光器是光纤通信和大气通信 的重要光源，如今，凡是长距离、大容量的光信息传输系统无不都采用分布反馈式半导体激光器（DFB一LD)，半 导体激光器也广泛地应用于光盘技术中，光盘技术是集计算技术、激光技术和数字通信技术于一体的综合性技 术。

半导体激光器上市公司排名以下是一些半导体激光器上市公司的排名，排名不分先后：
1. Coherent Inc.（科汉公司），Coherent是全球领先的激光器制造商之一，提供各种类型的激光器产品和解决方案。

2. IPG Photonics Corporation（IPG光子公司），IPG光子是全球最大的高功率光纤激光器制造商，其产品广泛应用于工业、医疗和通信领域。

3. II-VI Incorporated（II-VI公司），II-VI是一家集成光电子解决方案的领先供应商，其产品包括半导体激光器、光纤耦合器和光学元件等。

4. Lumentum Holdings Inc.（Lumentum公司），Lumentum是一家专注于光学和激光技术的公司，其产品包括高性能半导体激光器和光纤通信产品等。

5. Trumpf GmbH + Co. KG（特朗普夫公司），特朗普夫是一家德国公司，主要生产高功率激光器和激光系统，广泛应用于工业加
工、医疗和科学研究等领域。

6. Newport Corporation（纽波特公司），纽波特是一家提供精密光学解决方案的公司，其产品包括激光器、光学元件和光学测量设备等。

7. Thorlabs Inc.（Thorlabs公司），Thorlabs是一家领先的实验室设备和光学元件供应商，其产品范围涵盖激光器、光纤耦合器和光学检测设备等。

请注意，这只是其中一部分半导体激光器上市公司的排名，市场竞争激烈，排名可能随时发生变化。

建议在投资或合作之前进行详细的市场调研和尽职调查。

导带组成，如图(5-24)。
图(5-24) 本征半导体的能带
图(5-23) 固体的能带
同质结和异质结半导体激光器
• 同质结砷化镓(GaAs)激光器的特性
伏安特性: 与二极管相同，也具有单向导电性，如图(5－29)所示。 阈值电流密度: 影响阈值的因素很多 方向性: 图(5-30)给出了半导体激光束的空间分布示意图。
半导体的能带和产生受激辐射的条件
在一个具有N个粒子相互作用的晶体中， 纯净(本征)半导体材料，如单晶硅、 每一个能级会分裂成为N个能级， 锗等，在绝对温度为零的理想 因此这彼此十分接近的N个能级好 状态下，能带由一个充满电子 象形成一个连续的带，称之为能带， 的价带和一个完全没有电子的 见图(5-23)。
p( E ) 1 exp(
1 E Ef kT
式中，k为波兹
)
曼常数，T为热
力 学 温 度 。 Ef 称为费米能级， 用来描述半导体
中各能级被电子
占据的状态。
PN结的特性
当P型半导体和N型半导体结合后，在它们之间就出 现了电子和空穴的浓度差别，电子和空穴都要从 浓度高的地方向浓度底的地方扩散，扩散的结果 破坏了原来P区和N区的电中性，P区失去空穴留下 带负电的杂质离子，N区失去电子留下带正电的杂 质离子，由于物质结构的原因，它们不能任意移 动，形成一个很薄的空间电荷区，称为PN结。其 电场的方向由N指向P，称为内电场。该电场的方 向与多数载流子（P区的空穴和N区的电子）扩散 的方向相反，因而它对多数载流子的扩散有阻挡 作用，称为势垒。
在光纤通讯与光纤传感技术中，激光器方向 性的好坏影响到它与光纤耦合的效率。单模 光纤芯径小，数值孔于半导体的导带，价带都有一定的宽 度，所以复合发光的光子有较宽的能 量范围，因而产导体激光器的发射光 谱比固体激光器和气体激光器要宽。 半导体激光器的光谱随激励电流 而变化，当激励电流低于域值电流时， 发出的光是荧光。这时的光谱很宽， 其宽度常达百分之几微米。如图 (a) 所示。当电流增大到阈值时，发出的 光谱突然变窄，谱线中心强度急剧增 加。这表明出现了 激光。其光谱

（2.6）
自聚焦透镜的焦距 f 为 :
8
f =
1 n0 g sin( gL)
（2.7）
L 为透镜长度， g 为聚焦常数。 当自聚焦光纤长度 L 为四分之一正弦波周期的奇数倍时(正弦波周期 f=1/n0 g，透镜的 聚焦能力最强;当 L 为四分之一正弦波周期的偶数倍时, 自聚焦光纤焦距为无穷大，没有聚 焦作用。 3、组合透镜耦合 最初的组合透镜耦合系统都是由多片常规透镜组合而成，由于进行了消球差和光束整 形设计，可以获得较低的耦合损耗。但其受到光学加工水平的限制，外形尺寸较大，无法 满足微型化的要求。当前的组合透镜一般由微球透镜和自聚焦透镜组合而成。为了进一步 降低耦合损耗，可将自聚焦透镜直接连在光纤端面，构成虚光纤结构。这种结构可以大大 提高 1dB 失调容差，并获得较低的耦合损耗。未加增透膜的情况下，耦合损耗达到 3dB， 加增透膜情况下，达到 2dB。几种典型系统结构如图 2.9 所示。
图 1. 1 光纤耦合的耦合条件
激光束的光束参数乘积（BBP）定义为：
BBP = Dlaser θlaser 4
(1.3)
根据赫姆霍兹不变量，在没有像差和光阑的情况下，对于一束激光来说光束参数乘积 是一个固定值，即光束参数乘积不会因为光学系统的改变而改变。从公式(1.1)、(1.2)、(1.3) 可以推出:
(2.2)
圆锥形微透镜光纤的数值孔径和平端光纤数值孔径之间满足下列关系 : sin θ c' sin γ 1 sin γ 1 sin γ 2 sin γ 3 sin γ n −1 = = ...... sin θ c sin γ n sin γ 2 sin γ 3 sin γ 4 sin γ n
图 2.3 球透镜端面耦合中光纤参数与等效接收角关系

该 产 品对 激 光 器 阵 列ｂ ｒ 产 生 的光 通 过 微 ａ条 小 光 学 系 统 进 行 准 直 后 高 效 耦 合 到 光 纤 阵 列 之
中 ，然后 将高 功率 激光 以光 纤形 式 输 出。Ｆ 系列 Ｃ
包括Ｆ 一 ０ — ０ 、Ｆ 一 ０ — ５ Ｃ ８８ ３Ｗ Ｃ ８ ８ ３ Ｗ和Ｆ 一 ０ — ０ ． Ｃ ８ ８４Ｗ
满 足 国内外客 户需要 。
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Ｆ ｂ ２ １ ｅ ． ００
光侦 察与对抗 、激 光摧 毁等 。
凭借 雄厚 的研 发 和 生产 能力 ，炬 光科 技 开发
出了ｌｗｓ ｉ ￣艺 。对ｌｗｓ ｉ ，窄光谱 高功 率激 ｏ ｌ ＿ ｍｅ ｏ ｌ ｍｅ 光 束进 行整 形后 ，通过 高效 率耦 合 工 艺实 现光 纤
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省 申请 ＩＣ认证 的时 间 ，从７ 月缩 短 至４ Ｅ 个 个月 以
内， 这将极 大提 高 尚德 公 司服务 市场 的快速反 应能
力
光器 或全 固态激 光器 等 的泵 浦源 、激光 制 导 、激
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关 于炬光 科技
炬光 科技推 出连续 阵列半导体激 光器光纤耦合模块 （ Ｃ）系列 Ｆ
２ １ 年 １ ．西 安 炬 光 科 技 有 限公 司 在 国 内 ００ 月 首次 推 出连 续 半导 体 激 光器 光 纤耦 合 模 块Ｆ Ｃ （ｉｅ ｕ ｌｄ Ｆｂ ｒ ｏ ｐｅ ）系列 产 品 。这 是一 款 融 合 了炬 光 ｃ

基于ZEMAX的多光束半导体激光器光纤耦合设计刘畅;别光【期刊名称】《长春理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(038)005【摘要】基于ZEMAX模拟了一组多光束半导体激光器的光纤耦合模块,采用14支波长为808 nm的输出功率为60 W的线列阵激光二极管作为耦合光源,采用偏振技术实现多光路的合束,最终耦合进入芯径400μm , NA为0.22的光纤中,最终输出功率超800 W ,耦合效率达97%,实现了高效耦合,并对光纤对接过程中的耦合效率进行了分析.%The paper simulate the actual situation of fiber coupling of multiple beam semiconductor based on ZEMAX, using fourteen pieces of mini-bar that its output power is 60W are arranged in two stack arrays as laser source by po-larization multiplexing. The beam could be coupled into the fiber of 400μm core diameter with 0.22 numerical aperture. The output power is more than 800W and the coupling efficiency is about 97%. It is analysed that the system coupling efficiency can be affected by alignment error of fiber and optical elements.【总页数】4页(P22-25)【作者】刘畅;别光【作者单位】长春中国光学科学技术馆,长春 130117;长春中国光学科学技术馆,长春 130117【正文语种】中文【中图分类】TN248【相关文献】1.基于ZEMAX高功率半导体激光器光纤耦合设计 [J], 周泽鹏;薄报学;高欣;王文;许留洋;王云华;周路2.基于ZEMAX的激光与多模光纤耦合系统设计 [J], 石科仁;朱长青3.基于 ZEMAX的半导体激光器匀光设计 [J], 黄珊;邓磊敏;杨焕;段军4.基于光束填充的多单管半导体激光器光纤耦合 [J], 杨逸飞;秦文斌;刘友强;赵帆;李景;赵明;兰天;王智勇5.基于Zemax半导体激光器与单模光纤耦合系统设计 [J], 王海林;张登印因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

半导体激光器的分类半导体激光器是一种利用半导体材料产生激光的装置。

它具有体积小、功率高、效率高、寿命长等优点，广泛应用于通信、医疗、材料加工等领域。

根据其工作原理和结构特点的不同，可以将半导体激光器分为以下几类：1. 二极管激光器（LD）二极管激光器是最常见的半导体激光器类型之一。

它是通过注入电流到二极管中，使其产生激光辐射。

二极管激光器具有体积小、功率密度高、效率高等优点，广泛应用于光纤通信、激光打印、激光雷达等领域。

根据工作原理的不同，二极管激光器又可以分为以下几类：•直接泵浦激光器（Direct Pumped Laser Diode，DPLD）：通过电流直接激发半导体材料产生激光。

这种激光器通常具有较高的功率和较宽的工作频率范围。

•共振腔激光器（Resonator Laser Diode，RLD）：在二极管激光器的两端加上反射镜，构成一个光学共振腔。

通过选择合适的反射镜，可以实现激光的单模或多模输出。

2. 半导体光放大器（SOA）半导体光放大器是一种利用半导体材料增强光信号强度的装置。

它与二极管激光器结构相似，但工作在低注入电流下，不产生激射器。

半导体光放大器具有宽带宽、低噪声、快速响应等优点，广泛应用于光纤通信、光网络等领域。

3. 垂直腔面发射激光器（VCSEL）垂直腔面发射激光器是一种在半导体材料中形成垂直共振腔结构的激光器。

它是通过在半导体材料上增加光学反射镜而实现的。

VCSEL具有发射光束近乎垂直、低阈值电流、高速调制等特点，广泛应用于光纤通信、光存储、光雷达等领域。

4. 外腔激光二极管（ECL）外腔激光二极管是一种将带有光纤输出的半导体激光器。

它利用光纤与半导体激光器之间的耦合结构，将激光输出到光纤中。

ECL具有高度集成、输出功率稳定、光谱纯净等优点，广泛应用于光纤通信、传感器等领域。

5. 量子阱激光器（QL）量子阱激光器是一种利用半导体量子阱结构产生激射器的激光器。

它采用了由狭窄能隙材料构成的量子阱，可以有效地抑制激发态的非辐射复合，从而提高激光器的效率。

光纤激光器出光原理光纤激光器是一种利用光纤作为激光介质的激光发射器件。

它具有高功率、高效率、小体积和方便控制等优点，在通信、医疗、材料加工等领域有着广泛应用。

光纤激光器的出光原理是通过激发激活介质中的原子或分子，使其处于激发态，然后通过受激辐射的过程，将光子能量转移到光纤中的其他原子或分子上，从而实现光的放大和激光发射。

光纤激光器的主要组成部分包括光纤、泵浦源、激光介质和谐振腔。

光纤是光传输的通道，它具有较高的折射率和低的损耗，能够有效地将光传输到激光介质中。

泵浦源是提供能量的装置，通常采用半导体激光器或光纤耦合二极管激光器。

激光介质是光纤激光器的核心部分，它决定了激光器的发射波长和性能。

谐振腔是光线在光纤中反射的路径，通过反射和增强光线，使得光能够在光纤中传输和放大。

光纤激光器的出光原理可以简单地分为三个步骤：泵浦、放大和激射。

首先，泵浦源产生的光束通过光纤耦合到光纤中，并被激活介质吸收。

激活介质一般是掺杂有稀土离子的光纤芯。

当激活介质吸收光束的能量后，其内部的激发态粒子数量增加，形成激发态粒子的粒子密度分布。

接下来，激发态粒子通过受激辐射的过程，将能量传递给光纤中的其他原子或分子。

这一过程中，激发态粒子发射出与刺激光束相同频率和相位的光子，激光的能量得到放大。

放大的光子经过反射和增强后，形成高质量的激光束。

激光束通过谐振腔的反射和增强，从光纤的一端射出。

谐振腔由两个反射镜组成，其中一个镜子是高反射镜，另一个是部分透射镜。

高反射镜使得光线在光纤中来回反射，并在激光介质中不断增强。

部分透射镜则使一部分激光能够逃逸出来，形成激光束。

光纤激光器的出光原理基于激活介质的受激辐射和光纤中的反射和增强过程，能够产生高功率、高质量的激光束。

光纤激光器具有许多优点，例如光束质量好、效率高、可靠性强和体积小等。

它在通信、医疗、材料加工等领域有着广泛的应用前景。

随着技术的不断进步，光纤激光器的性能将会进一步提高，应用范围也将会更加广泛。

河北科技大学光电子技术结课论文半导体激光器原理及在光纤通信中的应用学生姓名张青（09L0704216）杨豪杰（09L0704214）刘腾（09L0704208）学生专业电子科学与技术班级 2摘要: 本文就半导体激光器介绍了半导体激光器的工作原理，较详尽地阐述了它在光纤通信中的应用情况。

关键词：半导体激光器谐振腔泵浦源工作物质光纤通信 WDM 激光技术; 半导体激光一、半导体激光器1.什么叫激光激光的英文叫Laser lightamplification by stimulated emission ofradiation. 就是通过受激发射实现光放大。

光通过谐振腔的选模作用和增益介质的放大作用，经过震荡和放大，实现拥有单色性、准直性、相干性非常好的光束，这个就是激光。

激光器有很多种类型，但他的必要组成部分无外乎：谐振腔、增益介质、泵浦源。

2、半导体激光器的工作原理2.1基本条件：（1）有源区载流子反转分布（2）谐振腔：使受激辐射多次反馈，形成振荡（3）满足阈值条件，使增益>损耗，有足够的注入电流。

2.2工作原理半导体激光器工作原理是激励方式，利用半导体物质(既利用电子)在能带间跃迁发光，用半导体晶体的解理面形成两个平行反射镜面作为反射镜，组成谐振腔，使光振荡、反馈、产生光的辐射放大，输出激光。

半导体激光器是以一定的半导体材料做工作物质而产生受激发射作用的器件.其工作原理是,通过一定的激励方式,在半导体物质的能带(导带与价带)之间,或者半导体物质的能带与杂质(受主或施主)能级之间,实现非平衡载流子的粒子数反转,当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时,便产生受激发射作用.半导体激光器的激励方式主要有三种,即电注入式,光泵式和高能电子束激励式。

理论上认为半导体激光器应该是在直接带隙半导体PN结中．用注入载流子的方法实现由柏纳德——杜拉福格条件所控制的粒子数反转；由高度简并的电子和空穴复合所产生的受激光辐射在光学谐振腔内振荡并得到放大，最后产生相干激光输出。