高功率半导体激光叠阵光纤耦合系统与光束整形设计

作     者：李奎奎 张伟桥 董风鑫 张建心 周旭彦 

作者机构：曲阜师范大学物理工程学院 潍坊先进光电芯片研究院 潍坊学院物理与电子信息学院 中国科学院半导体研究所固态光电信息技术重点实验室 

出 版 物：《中国激光》 (Chinese Journal of Lasers)

年 卷 期：2024年第17期

页      面：98-103页

核心收录：

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：山东省重点研发计划(2023ZLYS03,2022CXGC020104) 广东省重点领域研发计划(2020B090922003) 

主　　题：半导体激光器 光束整形 光束质量 光纤耦合 

摘      要：针对半导体激光器叠阵整体光束质量较差，以及光束整形元件较为复杂的问题，提出了一种“切割-压缩-旋转-重排的新型半导体激光器叠阵光束整形方案，并基于该光束整形方案设计了一种阶梯旋转重排棱镜。相比于传统的光束整形方法，该方案只需要使用数个相同的阶梯旋转重排棱镜就能实现光束整形，极大简化了光束整形的流程，缩小了整体光纤耦合系统的体积。仿真结果表明，该阶梯旋转重排棱镜可将由8个巴条组成的半导体激光器叠阵耦合进数值孔径为0.22、芯径为200μm的光纤，输出功率为455.4 W，光纤耦合效率为94.9%。系统的整体尺寸为20 mm×60 mm×15 mm，结构紧凑，可用于固体激光泵浦等。