Transcript LD泵浦的全固态激光器

LD泵浦的全固态激光器
基本结构和特点
优点
泵浦光源
激光介质
泵浦方式
几类全固态激光器
LD泵浦全固态激光器
——泵浦光源


半导体激光器：
LD（Laser Diode）
半导体激光器列阵： LDA(laser Diode Arry)
用作泵浦光源的LD的性质1
光谱特性
功率特性
光强分布
热特性——寿命
寿命，制冷和控温
光功率波动
0.5% 受光反馈和温度影响
用作泵浦光源的LD的性质2
像散：
窄条 宽条 列阵（0; 0/30; 0/20~1000mm)
偏振度：
增益波导（10/1) 折射率波导(50 ~100/1)
相干长度：
折射率波导（1-10m），增益波导（0.5mm）
自发辐射：带宽25nm
斑点噪声：相干性引起
多纵模器件和调制
LD制作过程
LD的种类
——泵浦波长、材料和工作方式
 常用波长
～808 ～940 ～980 ～1480nm 泵浦激光器
 波长与材料
～400nm GaN ZnSe
泵浦Cr激光
～625-700nm AlGaInP
泵浦Cr激光
～780-870nm InAlAs
泵浦Nd激光
～900-990nm InGaAs
泵浦Er Yb激光
～1300-1600nm InGaAsP 泵浦Er激光
 结构： 单条 列阵（一维/二维）
折射率波导/增益波导
 工作方式：连续(CW) 脉冲(Pulsed)
LD波长与温度关系
单模LD波长随温度
渐变或跳变（跳模）
倍频/泵浦
LD的工作波长随温度增加而增加：～1nm/3℃
LD纵模和功率关系
输出功率增加到一定
数量时，单纵模LD的
纵模数会增加
在LD直接倍频器件中
要注意这种现象
LD的P－I P－V 曲线
电流：短时间的工作电流
可以超过额定工作电流；
但过大的电流会在瞬间损
坏LD
电压：在LD开始产生激光
到达到最大输出功率时，
工作电压变化很小。
外电路的微小浪涌电压会
引起LD的损坏
LD输出光束示意图
LD输出光束和电路示意图
发散角：10×40°与发光面大小有关
像散：平行结面30μm，垂直结面5μm
LD聚焦光斑
焦点前
焦点位置
球面透镜聚焦系统
焦点后
易产生高阶横模
并降低输出功率
LD输出光束特性
远场光强分布
垂直结面
平行结面
光纤输出LD的光强分布
LD输出光斑由光纤匀化
LD的寿命——温度曲线
工作寿命——温度
50℃
1
25℃
5℃
×10
×60
LD外形——1
LD外形——2冷却
大功率LD必须冷却，温度影响LD寿命和工作波长
LD损坏的原因
机械损坏：
光损伤：表面吸收区损坏
电击穿：
电流热，高电压脉冲/静电
电源要求：
慢开关，抑制电压脉冲，稳定
LD的相干性
普通LD和LDA
2nm 1000GH；10个纵模 10MH——5GH
单频LD
大范围单频 0.04nm
大功率LDA：
作非相干光处理
LD制作过程——1
LD制作过程——2