中红外锑化物半导体激光器外腔光谱合束研究

发布时间：2020-05-04 18:15

【摘要】：中红外半导体激光器在环境监测、激光雷达、医学诊断、空间通信及军事国防等领域有着重要的应用前景。由于受到器件结构及材料性质限制,进一步提高输出功率变得十分困难。合束是半导体激光器实现高功率、高亮度激光输出的关键技术。相比于其他合束技术,通过光谱合束技术最有可能获得高功率,高亮度的中红外激光光源。本论文主要围绕中红外锑化物半导体激光器光谱合束技术,开展中红外光谱合束中激光外腔特性相关的研究。进行研究主要工作如下:(1)调研了国内外对于中红外半导体激光器合束技术的研究进展,分析了国内外研究机构对于中红外半导体激光器合束技术的研究,并撰写了一篇综述文章,发表在《红外与激光工程》杂志。(2)在采用输出耦合镜的单管锑化物半导体激光器外腔结构中,探究了输出耦合镜反射率对于激光器谐振腔、输出光束的功率、光束质量和光谱的影响。在输出耦合镜反射率为33.5%时,获得快慢轴M~2因子分别为7.68和10.87,光谱谱宽为490pm,输出效率为72.5%的输出光束。(3)针对输出耦合镜外腔的输出效率低的局限性,首次在中红外锑化物半导体激光器外腔结构中采用小角度V型腔。在单管锑化物半导体激光器小角度V型腔实验中,研究小角度V型腔中反射镜位置对于输出光束的功率、光束质量的影响。得出在小角度V形腔结构中,可以通过改变反射镜位置来改变输出光束的功率以及慢轴光束质量。当反射镜遮挡距离0.5mm时,获得快慢轴M~2因子分别为7.75和12.95,输出效率为87%的输出光束。(4)对空间合束后的锑化物半导体激光器,进行基于输出耦合镜的外腔模式和小角度V形腔模式的光谱合束。分别获得慢轴M~2为35,合束效率为45.8%,慢轴M~2=38.1,合束效率为72.3%的输出光束。
【学位授予单位】：中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN248.4

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