中国人民解放军总装备部预研基金(61501060108)
- 作品数：12 被引量：96H指数：7
- 相关作者：王立军刘云秦莉彭航宇单肖楠更多>>
- 相关机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院研究生院清华大学更多>>
- 发文基金：中国人民解放军总装备部预研基金吉林省科技厅省长基金国际科技合作与交流专项项目更多>>
- 相关领域：电子电信更多>>
- 大功率半导体激光光源光束整形技术研究被引量：29
- 2011年
- 光束质量是半导体激光器应用的最大瓶颈,但是可以利用光束整形技术加以改善。随着半导体激光合束技术的发展,半导体激光光束质量的提高,由于其在效率方面的优势,大功率半导体激光技术得到迅速发展。采用连续输出60 W,转换效率达到57%的880 nm大功率半导体激光bar条,组成20层的半导体激光叠阵,输出功率达到1183 W,通过快慢轴准直及光束整形提高激光器的光束质量,最终实现1 kW功率输出,电-光转换效率超过45.8%,光束质量达到79.3 mm.mrad×81.2 mm.mrad。从而使半导体激光器可直接应用于熔覆、表面硬化等领域。
- 彭航宇顾媛媛单肖楠刘云郝明明朱洪波尹红贺田振华秦莉宁永强王立军
- 关键词：激光器激光二极管光束整形高功率
- 高功率半导体激光器列阵封装引入应变的测量被引量：12
- 2010年
- 考虑高功率半导体激光器列阵在封装过程中引入的封装应变会影响激光器的功率、波长和可靠性,对激光器封装应变的测量进行了研究。基于激光器输出光的偏振度变化可反映激光器有源区中量子阱的带隙变化,采用电致发光谱法推导了高功率半导体激光器输出的偏振度值与有源区应变值的关系。对800nmGaAsP/GaInP高功率半导体激光器列阵有源区的应变进行了测量,测量结果与有限元模拟计算结果吻合较好。与理论计算出的有源区固有应变的对比结果显示,激光器芯片在封装过程中受到铜热沉的压缩,会将封装应变引入到有源区中,并且激光器中间的封装应变大于边缘的封装应变。另外,激光器有源区的应变起伏比较明显,认为这是由于采用电镀方法制备的铟焊接层中存在缺陷。测量得到的最大封装应变为1.370×10-3,缺陷密度为40.8%。得到的结果表明,激光器偏振度的测量能够正确反映激光器的缺陷和封装应变值,进而可以有效衡量激光器封装质量的好坏。
- 王烨张岩秦莉刘云王立军
- 关键词：半导体激光器偏振度封装
- 大功率无铝量子阱半导体激光阵列特性被引量：3
- 2010年
- 针对微通道热沉封装的大功率无铝量子阱半导体激光阵列(LDA)建立三维有限元模型,模拟分析了热沉温度、工作电流以及占空比等工作条件对有源区温度的影响,并通过实验手段研究了不同工作条件下,大功率半导体激光阵列的输出特性的变化情况。结果表明,热沉温度越高、占空比越大时,器件达到稳态所需时间越长,有源区温度越高,中心波长红移越大;阈值电流越大,转换效率、斜率效率越低,输出功率越小。外推了半导体激光阵列在20℃热沉温度,20%高占空比,300 A高注入电流条件下工作的输出特性,得到输出功率超过300 W,转换效率达45%,且没有出现热饱和现象。
- 胡黎明李再金秦莉杨晔王烨刘云王冰冰王立军
- 关键词：激光器半导体激光阵列占空比有限元法大功率
- 2600W偏振耦合高效率半导体激光光源被引量：7
- 2011年
- 将两个中心波长为808 nm,输出功率为1 500 W的半导体激光叠阵,经过快慢轴准直后,利用半波片将其中一个叠阵的偏振方向旋转90°,使用偏振分光平板的耦合功能,将两个偏振方向相互垂直的激光耦合到一个光路。扩束后再通过焦距为100 mm的聚焦镜组聚焦,提高激光器的亮度。在工作电流为75 A时,输出功率达到了2 600 W,电光转换效率为48%,聚焦后的光斑尺寸为1 mm×2 mm,功率密度为130 kW.cm-2,可直接应用于熔覆、表面硬化等加工领域。
- 彭航宇单肖楠马军龙付喜宏佟存柱王立军
- 关键词：半导体激光偏振耦合
- 808nm准连续半导体激光迭阵偏振耦合技术被引量：1
- 2009年
- 利用激光偏振原理将两束同一波长不同偏振态的激光束耦合以获得更高功率输出,是目前国际研究的热点之一。通过激光偏振及偏振转换元件的理论分析,给出了偏振耦合技术的实验原理、装置及关键技术,并通过实验将20%占空比准连续808 nm两半导体激光迭阵进行耦合。自行设计光学系统对光束进行扩束、聚焦,实现输出光斑2 mm×2 mm,效率达60%。
- 顾媛媛冯广智单肖楠邓鑫李尹红贺刘云王立军
- 关键词：半导体激光高亮度
- 高占空比大功率半导体激光线阵热特性分析被引量：4
- 2010年
- 针对微通道热沉封装半导体激光列阵(LDA)建立三维有限元热分析模型,对其在20%高占空比工作时的瞬态和稳态温度分布进行模拟分析。模拟结果表明加电流后的几十微秒内有源区温度缓慢上升,此后相邻发光单元之间发生热交叠,温度快速上升,最后由于热弛豫积累效应达到热平衡;稳态时有源区温度分布呈现与器件结构一致的周期性,各发光单元温度分布一致,温升集中在有源层电极区内,绝缘区温升快速减小,出光面温度较高,180 A电流下工作时沿腔长方向最大存在3 K的温差。试验测试不同电流下工作时的输出特性,得到器件的有源区温升及稳态热阻与模拟结果基本吻合。
- 胡黎明李再金秦莉杨晔王烨刘云王立军
- 关键词：温度分布有限元法高占空比
- 高功率高亮度半导体激光器件被引量：11
- 2009年
- 由于半导体激光器在光电转换效率、输出功率、使用寿命等方面的优势,广泛应用于军事领域。为提高输出功率,将两束同一波长不同偏振态的激光束耦合以获得更高功率输出,是目前国际研究的热点之一。进行国内连续808nm两半导体激光迭阵耦合实验。采用自行设计光学系统对光束进行扩束聚焦,可耦合输出光斑2mm×2mm,总体输出效率大于50%。国内没有对迭阵进行耦合实验的报道。为达到耦合器件的输出效率自行设计耦合选择器的镀膜材料体系,并将此研究应用于光电对抗实验中。
- 顾媛媛彭航宇王祥鹏单肖楠尹红贺刘云宁永强王立军
- 关键词：光电对抗半导体激光器高功率
- 808nm和980nm半导体激光迭阵波长耦合技术被引量：15
- 2009年
- 为提高半导体激光器输出光功率,可将多个半导体激光器输出光束耦合成一束激光直接输出或者由光纤耦合输出,以提高半导体激光源的亮度及光束质量。本文采用波长耦合技术进行激光合束,将两种不同波长的半导体激光束通过非相干技术经波长耦合器件耦合输出以实现大功率高效率输出。介绍了非相干耦合技术中波长耦合原理及关键技术,根据波长需要设计了耦合器件,并自行设计光学系统对光束进行扩束聚焦。实验将808 nm和980 nm两半导体激光迭阵光束通过上述技术进行合束,最终实现了更高功率输出,耦合效率达70%,光斑大小为3 mm×3 mm,可满足将半导体激光器直接应用于熔覆、焊接等场合的要求。
- 顾媛媛冯广智单肖楠邓鑫李尹红贺刘云秦莉王立军
- 关键词：激光技术半导体激光器非相干耦合
- 准连续半导体激光器的传导冷却封装优化被引量：4
- 2010年
- 为了提高准连续输出功率为×102W量级的半导体激光器的输出功率和可靠性,采用双面散热方式提高传导冷却封装的散热能力。结果表明,采用改进的封装方式后,激光器的最高输出功率由91.6 W提高到98.4W,阈值电流由15.6 A减小到15.1 A,斜率效率由1.09 W/A提高到1.16 W/A,插头效率略有增加。激光器在100 A工作电流时,有源区的温度和激光器的热阻都有所减小,说明改进的封装方式具有更好的散热性能。
- 王烨秦莉张岩李再金梁雪梅杨晔胡黎明王超姚迪尹宏贺刘云王立军
- 关键词：半导体激光器封装热阻
- 双波长高功率半导体激光器波长耦合技术被引量：4
- 2010年
- 介绍了非相干耦合技术中波长耦合原理及关键技术,根据波长需要设计耦合器件,自行设计了光学系统对光束进行扩束聚焦,通过实验将808nm和980nm两半导体激光迭阵光束通过此技术进行合束,最终实现更高功率输出,耦合效率为80%,光斑大小为2mm×2mm,可满足将半导体激光器直接应用于熔覆、焊接等场合。
- 单肖楠顾媛媛彭航宇王立军
- 关键词：激光技术半导体激光器
