DOI: 10.17586/2226-1494-2019-19-6-973-979


УДК 621.373.8

ЮСТИРОВКА ЛАЗЕРНОГО ДИОДНОГО МОДУЛЯ С ВОЛОКОННЫМ ВЫХОДОМ

Котова Е.И., Шулепов В.А., Аксарин С.М., Бугров В.Е.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования:

Котова Е.И., Шулепов В.А., Аксарин С.М., Бугров В.Е. Юстировка лазерного диодного модуля с воловыходом // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2019. Т. 19. № 6. С. 973–979. doi: 10.17586/2226-1494-2019-19-6-973-979



Аннотация
Предмет исследования. Представлены результаты юстировки оптической системы лазерного диодного модуля, включающей три этапа: коллимацию, сведение пучков от трех лазерных диодов и ввод излучения в оптическое волокно. Оптическая система лазерного диодного модуля с волоконным выходом представляет собой ступенчатую конфигурацию расположения источников со смещением по высоте друг относительно друга лазерных диодов на величину 1,6 мм. В качестве источников излучения использованы полупроводниковые лазерные диоды с резонатором Фабри–Перо и пиковой длиной волны генерации 1020 нм. Диаметр сердцевины выходного многомодового кварцевого оптического волокна составил 400 мкм, числовая апертура — NA 0,22. Метод. Реализован метод пространственного объединения лазерных пучков от трех лазерных диодов в непрерывном режиме генерации. Контроль остаточной расходимости и отклонений оптических осей в каждом канале проводился измерением профилей лазерных пучков в двух сечениях при смещении измерителя профиля пучка строго вдоль оси распространения на 100 мм. Эффективность ввода излучения в оптическое волокно определялась измерением мощности излучения до ввода лазерного пучка и на выходе из оптического волокна. Основные результаты. Максимальная выходная мощность опытного образца лазерного диодного модуля составила 19,65 Вт. Уменьшение потерь достигается за счет нанесения просветляющих покрытий на линзы и высоко отражающего покрытия на зеркала с учетом спектрального состава излучения и угла падения лазерных пучков. Практическая значимость. Реализованный метод сборки может быть использован для изготовления лазерных диодных модулей большей выходной мощности, включающих большее количество единичных лазерных диодов без снижения эффективности. Разработанный стенд позиционирования микрооптических компонент позволяет производить высокоточную юстировку линз и зеркал, а также производить стыковку с оптическим волокном оптоэлектронных устройств.

Ключевые слова: лазерный диод, коллимация, юстировка, волоконное соединение

Список литературы
  1. High-Power Diode Lasers Fundamentals, Technology, Applications / Ed. by R. Diehl. Springer-Verlag, 2000. 422 p.
  2. Liu X., Zhao W., Xiong L., Liu H. Packaging of high power semiconductor lasers. Springer, 2015. 415 p.
  3. Sun H. A practical guide to Handling laser diode beams. Springer, 2015. 147 p.
  4. Wolf P., Köhler B., Rotter K., Hertsch S., Kissel H., Biesenbach J. High-power, high-brightness and low-weight fiber coupled diode laser device // Proceedings of SPIE.2011. V. 7918. P. 79180O, doi: 10.1117/12.875147
  5. Kasai Y., Yamagata Y., Kaifuchi Y., Sakamoto A., Tanaka D.High-brightness and high-efficiency fiber-coupled module for fiber laser pump with advanced laser diode// Proceedings of SPIE. 2017. V. 10086. P. 1008606. doi: 10.1117/12.2252122
  6. Dawson J.W., Messerly M.J., Beach R.J., Shverdin M.Y., Stappaerts E.A., Sridharan A.K., Pax P.H., Heebner J.E., Siders C.W., Barty C.P.J. Analysis of the scalability of diffraction-limited fiber lasers and amplifiers to high average power // Optics Express. 2008. V. 16. N 17. P. 13240–13266.doi: 10.1364/oe.16.013240
  7. Pelegrina-Bonilla G., Mitra T., Compensation of the laser diode smile by the use of micro-optics // Applied Optics. 2018. V. 57. N 13. P. 3329–3333. doi:10.1364/AO.57.003329
  8. Wetter N.U. Three-fold effective brightness increase of laser diode bar emission by assessment and correction of diode array curvature // Optics and Laser Technology. 2001. V. 33. N 3. P. 181–187. doi: 10.1016/S0030-3992(01)00015-9
  9. Yu J., Guo L., Wu H., Wang Z., Gao S., Wu D. Optimization of beam transformation system for laser-diode bars // Optics Express. 2016. V. 24. N 17. P. 19728–19735.doi:10.1364/OE.24.019728
  10. Köhler B., Brand T., Haag M., Biesenbach J. Wavelength stabilized high-power diode laser modules // Proceedings of SPIE. 2009.V. 7198. P. 719801. doi: 10.1117/12.809541
  11. Liu R., Jiang X., Yang T., He X., Gao Y., Zhu J., Zhang T., Guo W., Wang B., Guo Z., Zhang L., Chen L. High Brightness 9xxnm Fiber Coupled Diode Lasers // Proceedings of SPIE. 2015. V. 9348. P. 93480V. doi: 10.1117/12.2080506
  12. Hou L., Zhang H., Xu L., Li Y., Zou Y., Zhau X., Ma X. Design of high-brightness 976nm fiber-coupled laser diodes based on ZEMAX // Proceedings of SPIE. 2015. V. 9521. P. 95211F. doi: 10.1117/12.2177786
  13. Qi Y., Zhao P., Chen Q., Wu Y., Chen Y., Zou Y., Lin X. Design of 150W, 105-μm, 0.22NA, fiber coupled laser diode module by ZEMAX // Proceedings of SPIE. 2016. V. 10152. P. 101521H. doi: 10.1117/12.2247657
  14. Kotova E.I., Romanova G.E., Tsyganok H.A., Odnoblyudov M.A., Bougrov V.E. Efficiency analysis of optical schemes for the development of high power laser diode modules // Proceedings of SPIE. 2018. V. 10695. P. 106950T. doi: 10.1117/12.2313293
  15. Андриевский А., Андриевский В.Ф.Лазерные диодные модули: ввод излучения в волокно и фиксация деталей модулей // Фотоника. 2017. № 3(63). С. 74–79. doi: 10.22184/1993-7296.2017.63.3.74.79
  16. Werner M., Wessling C., Hengesbach S., Traub M., Hoffmann H.-D. 100 W / 100 µm passively cooled, fiber coupled diode laser at 976 nmbased on multiple 100 µm single emitters // Proceedings of SPIE.2009. V. 7198. P. 71980P.doi: 10.1117/12.810487


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2019 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика