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| 1 | 激光加工用5kW光纤耦合半导体激光器显示文摘针对国内大功率半导体激光光纤耦合存在的问题,设计了光纤耦合聚焦系统,研制了5kW光纤耦合半导体激光器。比较了常见圆光斑光纤耦合与半导体激光方光斑光纤耦合的区别;对国产阵列型半导体激光堆栈,采用光束质量均匀化、偏振合束、多波长合束多路耦合等方式增加能量,将激光耦合进芯径为800μm,数值孔径(NA)为0.2的传能光纤中,实现了光纤耦合半导体激光输出光功率5 109W,光纤耦合效率85.69%,系统整体电光转换效率49.48%;在聚焦镜焦距为250mm时其激光功率密度达到2×105 W/cm2,可以用于金属的表面重熔、合金化、熔覆和焊接等领域。该激光器除了传能光纤外,其余部件均为为国产和自主研发,对我国国产高功率光纤耦合半导体激光器的开发具有重要的推动作用。 | 刘友强 曹银花 李景 邱运涛 秦文斌 王智勇 王大勇 杨光辉 | 2015 | 光学精密工程2015，23，5： | 25 |
| 2 | 基于微透镜阵列的半导体激光器堆栈匀化系统显示文摘半导体激光器由于自身波导结构的不对称性导致光强分布不均匀而限制了其应用,为了对半导体激光光束进行整形以获得均匀光斑,设计了一种基于微透镜阵列的半导体激光器堆栈匀化系统。分析了微透镜阵列对半导体激光的匀化原理和光束匀化过程,通过分析微透镜边缘衍射对匀化光斑影响确定了微透镜孔径范围,采用近轴矩阵光学推导了目标光斑发散角。结合实例对微透镜阵列光束匀化系统进行了仿真和实验验证,实现了均匀性为91.89%的均匀光斑。 | 雷呈强 汪岳峰 殷智勇 尹韶云 孙秀辉 | 2015 | 中国激光2015，42，5： | 11 |
| 3 | 基于光参数积的单管半导体激光器光束质量描述与评价显示文摘根据单管半导体激光器出射光束特点,分别采用1/e2、环围能量以及二阶矩定义描述光束束宽,在高斯光束近似下采用双曲线拟合法测算得到不同方法定义束宽时的光参数积(BPP),并与芯径为105μm、数值孔径为0.2的光纤所能接受的最大BPP进行比较。对该单管半导体激光器进行光纤耦合,实验中单管半导体激光边模数量随注入电流的增大逐渐增多,光束质量的恶化导致其光纤耦合效率逐渐降低,当注入电流由1 A增大到13 A时,光纤耦合效率由96.5%降为88.8%。研究表明以二阶矩定义束宽半径测算光参数积BPP去描述与评价单管半导体激光器光束质量特征是最为准确合理的。 | 牛奔 王宝华 郭渭荣 曲研 王丽荣 赵亚平 刘燕楠 林学春 | 2015 | 中国激光2015，42，2： | 10 |
| 4 | 基于微透镜阵列的高效率光纤耦合系统设计显示文摘光纤耦合是半导体激光器集成光源进一步改善输出光束质量和远距离传输的重要手段。然而,由于半导体激光器单管体积和散热的限制,合成后激光光源的输出光束光参量积仍较大,不利于与单根多模光纤的耦合;直接与光纤束耦合又受到光纤束填充比的限制。针对多个半导体激光器单管集成的光源,采用倒置前端光学放大系统,对合成光束直径进行压缩;并采用六方排列的微透镜阵列作为耦合元件,使其光瞳成像在光纤端面,从而实现微透镜与光纤的一对一耦合,得到理论无损耗的高效光纤耦合系统。为了改善光场边缘像差影响,采用空心光管进一步匀化光场分布,且减小了边缘光线的发散角,提高了边缘光线的成像质量,优化后的系统耦合效率达98%。这一系统利用微透镜阵列将光束分束、成像,克服了集成光源输出光束光参量积较大不易与单根光纤耦合的缺点;通过使微透镜的入瞳成像在光纤端面,且光纤束的排列与微透镜阵列排列相同,提高了光束与光纤束的耦合效率。 | 王艳红 王海伟 王高 | 2015 | 激光与光电子学进展2015，52，4： | 9 |
| 5 | 均匀光强分布的5kW半导体激光硬化光源研制显示文摘随着半导体激光自身输出功率和转换效率的提升,半导体激光已经广泛的应用于激光加工领域。本文针对目前激光加工领域对半导体激光硬化光源的需求,研制了波长为976nm的连续输出半导体激光硬化光源。该光源采用空间/偏振合束工艺达到了较高的合束效率,采用柱面微透镜阵列分割与聚焦镜复合较好地匀化了巴条激光器慢轴方向固有的光强起伏,使聚焦光斑的光强呈平顶分布。最后对该光源进行了实验装调和测试。结果表明,在工作电流为93A时,光源的最大输出功率为5 120W,电光转换效率达47%,光斑尺寸为2mm×16mm,光斑分布为平顶分布,平整度大于90%,满足工业中对大面积、高效率激光硬化的要求。 | 林星辰 朱洪波 王彪 张亚维 周成林 宁永强 王立军 | 2017 | 光学精密工程2017，25，5： | 6 |
| 6 | 970nm百瓦级半导体激光外腔反馈光谱合束光源显示文摘激光合束是实现高功率半导体激光输出的主要途径,常规激光合束提高功率时合束激光的光束质量变差。外腔反馈光谱合束技术利用半导体激光振荡与外部光学系统相结合的方式合束,在提高激光功率的同时,合束激光的光束质量即为激光单元的光束质量。研制出一种基于透射光栅的3个970nm半导体激光线阵的外腔反馈光谱合束光源,实现连续激光功率为140.6W、光束质量为4.367mm·mrad的激光输出,谱宽为36.60nm,56个波长峰值与激光单元一一对应,为获得高光束质量的高功率半导体激光光源提供了可行的方案。 | 张俊 彭航宇 曹军胜 王彪 刘云 秦莉 付喜宏 王立军 | 2013 | 光学学报2013，33，11： | 5 |
| 7 | 有色冰洲石晶体退色及光学性能的研究显示文摘为了了解有色冰洲石晶体经热处理退色后光学性能的变化,实验探索了黄色及紫色晶体的退色条件。采取同一块有色晶体分为两个部分,再将退色与未退色的两部分一起抛光制作样品,设计实验对样品的透射比、消光比和主折射率进行了测试。结果表明:黄色与紫色冰洲石晶体的退色温度分别为405℃和485℃(恒温4h)。退色后,晶体的消光比与主折射率没有变化,深黄色、轻黄色和紫色冰洲石晶体的透射光谱向紫外都有较大的拓展,尤其是深黄色晶体,不但透射范围向紫外延伸了约130nm,而且400~600nm波段内透射比有了较大的提高。由此可见,退色后有色冰洲石晶体达到了光学级晶体的光学性能。将有色冰洲石晶体进行退色利用,对于有效利用冰洲石晶体天然资源具有重要意义。 | 吴福全 吴闻迪 苏富芳 史萌 | 2015 | 光学学报2015，35，9： | 4 |
| 8 | 三波长合束单管激光器光纤耦合模块设计显示文摘为了研究以单管半导体激光器为基本单元的高功率、高亮度波长合束光纤耦合模块,设计出新型光纤激光器泵浦模块,基于ZEMAX光学设计软件等设计了一种由30支单管半导体激光器组成、可输出3种波长光束的光纤耦合模块。将经快慢轴整形、空间合束、波长合束、光路转向及聚焦的光束耦合进入芯径105μm、数值孔径0.22的普通光纤,最终得到尾纤输出端高于357.91 W的输出功率,光纤耦合效率为99.42%,光功率密度为27.24 MW/cm^2-stras。为了验证模块的实际操作的可行性,分析了光纤端面法线与入射光束之间的夹角对耦合效率的影响,结果显示该夹角对模块的耦合效率影响较小。同时,应用ANSYS软件对模块散热情况的分析结果可知,模块散热性能良好。故该模块各项性能良好,可靠性较高,实现了高功率、高亮度、多波长的多单管半导体激光器光纤耦合模块的设计目的。 | 刘翠翠 王鑫 井红旗 吴霞 王翠鸾 马骁宇 | 2018 | 发光学报2018，39，3： | 4 |
| 9 | 非对称布拉格反射波导半导体激光器的特性研究显示文摘报道了一种采用非对称布拉格反射波导结构的边发射半导体激光器,激光器n型波导采用分布布拉格反射镜,光场通过光子带隙效应限制在低折射率中心腔内,这可有效扩展光模式尺寸并保持稳定的模式特性。激光器p面则利用全反射原理进行光限制,减小了光场与p型区的交叠,从而使器件电阻和内部损耗降低。制备的3μm条宽、未镀膜及未封装的器件在室温条件下,连续和脉冲工作总输出功率分别可超过160mW和400mW,最高功率受热扰动限制。激光器激射波长为995nm,阈值电流特征温度为121K。计算和测量的垂直方向远场光斑证明了器件工作于光子晶体缺陷模式。 | 汪丽杰 佟存柱 田思聪 曾玉刚 吴昊 秦莉 王立军 | 2013 | 激光与光电子学进展2013，50，9： | 3 |
| 10 | 基于反射式Bragg体光栅的密集光谱合束数值模拟研究显示文摘基于反射式布拉格(Bragg)体光栅(VBG)的密集光谱合束是实现半导体激光器光纤耦合向高亮度发展的重要手段,建立了同时考虑发散角、光谱带宽、Bragg波长偏移量和Bragg角度偏移量的反射式VBG衍射效率计算模型。基于新建立的计算模型,提出了半导体激光器(DL)光纤耦合模块双波长合束的反射式VBG参数优化方法。结果表明:在优化选择的VBG参数下,DL光纤耦合模块双波长合束在满足入射光束(衍射效率大于90%的发散角14mrad,半峰全宽为0.3nm)中心波长偏移小于±0.49nm,入射角度相对于Bragg角偏移小于±16mrad的条件下,可达到大于98.7%的合束效率。 | 余俊宏 郭林辉 孟慧成 谭昊 高松信 武德勇 | 2014 | 中国激光2014，41，11： | 2 |
| 11 | 高功率高效率光纤耦合半导体激光模块研制显示文摘采用光束整形和空间合束的方法,研制出高功率、高效率多阵列光纤耦合半导体激光模块。将波长为976nm连续工作的5个标准半导体阵列,通过对快轴进行准直和快慢轴光束旋转的方式进行光束整形,准直后进行空间合束,经耦合透镜聚焦,耦合入芯径400μm、数值孔径0.22的光纤。测量结果显示:光纤的出光功率最大可达到327 W,光纤耦合效率大于93.6%。 | 徐丹 黄雪松 姜梦华 惠勇凌 雷訇 李强 | 2015 | 强激光与粒子束2015，27，6： | 2 |
| 12 | 高均匀性半导体激光器堆栈匀化系统显示文摘半导体激光器由于自身波导结构的不对称性导致光强分布不均匀而限制了其在工业加工上的应用,为了对半导体激光光束进行整形以获得均匀光斑,设计了一种基于微透镜阵列的半导体激光器堆栈匀化系统。分析了微透镜阵列对半导体激光匀化的原理,通过微透镜边缘衍射对匀化光斑的影响确定了微透镜孔径范围。采用6bar条半导体激光器堆栈对微透镜阵列光束匀化系统进行了仿真和实验验证,实现了均匀性为92.59%的光斑,能量传输效率为91.19%。该匀化系统在半导体激光焊接、熔覆以及硬化等表面处理中具有很强的实用性。 | 雷呈强 汪岳峰 殷智勇 尹韶云 孙秀辉 周全 | 2015 | 光学学报2015，35，A01： | 1 |
| 13 | 高填充因子半导体激光器慢轴光束准直技术研究显示文摘为了实现基于微透镜阵列的高功率半导体激光器堆栈光束整形,对带有快轴准直透镜的高填充因子半导体激光器堆栈慢轴光束准直技术进行了研究。对于发光单元尺寸100 mm、周期200 mm的半导体激光器,分析了填充因子对慢轴光束准直的影响,发现采用微柱透镜与慢轴方向各个发光单元一一对应的方式难以取得较好的准直效果,且会导致其快轴方向没有足够的准直空间。为了去除填充因子的限制,将实际使用的填充因子为0.5的高功率半导体激光器堆栈以bar条为单元进行慢轴方向光束准直设计,利用Zemax光学设计软件进行了模拟仿真,并采用基于空间扫描法的发散角测试装置对慢轴准直后剩余发散角进行测试,实现准直后剩余发散角半角2.12°,实验表明这种准直方法非常有效。该方法简单易行,对于高填充因子半导体激光器慢轴光束准直有较好的借鉴意义。 | 汪岳峰 雷呈强 殷智勇 尹韶云 孙秀辉 | 2015 | 激光与光电子学进展2015，52，6： | 1 |
| 14 | 基于.net的第三方物流激光扫描终端显示文摘针对当前第三方物流管理系统化程度低、功能单一、信息传输和共享不畅通等不足,提出基于.net框架的第三方物流激光扫描终端设激光扫描终端系统主要由机械部分和光路部分两大模块构成,其中机械部分由主控单元、智能升降旋转台、C型扫描臂组成;光路部分将转镜、激光器、滤光镜、激光准直扩束装置等光学元件集成于具有电驱动功能的激光测头中,以实现全方位无死角的货物扫描;在软件控制流程方面,基于微软的.net框架设计一种3层次的数据交互逻辑,提高现代三方物流管理的效率。终端系统可以有效改善传统三方物流的弊端,数据管理高效、准确,数据共享快捷、畅通。 | 常青 赵晓莉 | 2017 | 激光杂志2017，38，8： | 0 |
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