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260 W波长锁定光纤耦合输出泵浦模块实验研究

吴华玲 雷军 郭林辉 王丞乾 谢鹏飞 刘雨萱 张永刚 程心刚 李潇潇 吕文强 王昭 高松信

吴华玲, 雷军, 郭林辉, 等. 260 W波长锁定光纤耦合输出泵浦模块实验研究[J]. 强激光与粒子束, 2022, 34: 061002. doi: 10.11884/HPLPB202234.210558
引用本文: 吴华玲, 雷军, 郭林辉, 等. 260 W波长锁定光纤耦合输出泵浦模块实验研究[J]. 强激光与粒子束, 2022, 34: 061002. doi: 10.11884/HPLPB202234.210558
Wu Hualing, Lei Jun, Guo Linhui, et al. Experimentation of 260 W wavelength stabilized fiber-coupled diode laser pumping model[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2022, 34: 061002. doi: 10.11884/HPLPB202234.210558
Citation: Wu Hualing, Lei Jun, Guo Linhui, et al. Experimentation of 260 W wavelength stabilized fiber-coupled diode laser pumping model[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2022, 34: 061002. doi: 10.11884/HPLPB202234.210558

260 W波长锁定光纤耦合输出泵浦模块实验研究

doi: 10.11884/HPLPB202234.210558
基金项目: 装备预研共用技术项目(41414060102);基础加强项目(2020-JCJQ-245-12-03)。
详细信息
    作者简介:

    吴华玲,wuhualing08@126.com

  • 中图分类号: TN248

Experimentation of 260 W wavelength stabilized fiber-coupled diode laser pumping model

  • 摘要: 半导体光纤耦合输出泵浦源是光纤激光器的核心器件,其性能直接制约光纤激光器的输出水平。采用COS封装的高功率LD芯片,通过VBG外腔光谱锁定和精密光束整形变换技术,结合偏振合束与精密聚焦耦合技术将18个LD单元耦合进105 μm/NA0.22光纤,获得不低于260 W功率输出。实验表明,该模块在注入电流18 A时,可获得稳定输出连续功率264 W,对应电光效率52%,输出光谱中心波长975.92 nm,谱宽0.51 nm。该设计为获得高功率、高亮度波长稳定泵浦源提供了一条可行途径,光纤耦合输出模块工程化后可广泛应用在光纤激光器泵浦等领域。
  • 图  1  光路布局

    Figure  1.  Optical system design

    图  2  VBG锁定原理

    Figure  2.  The principle of VBG wavelength-control

    图  3  VBG波长锁定前后光谱

    Figure  3.  The spectrum with/without VBG wavelength control

    图  4  光束准直

    Figure  4.  Beam collimation

    图  5  偏振合束

    Figure  5.  Polarization complexing system

    图  6  光纤耦合模块实体结构设计

    Figure  6.  Structure design of fiber coupling module

    图  7  功率与光谱测试

    Figure  7.  Testing of output power and spectrum

    图  8  模块输出特性曲线

    Figure  8.  Output curves

    表  1  单管芯片的主要特性参数(25 ℃)

    Table  1.   Main parameters of the LD chip (25 ℃)

    emitter contact width/μmcavity length/mmθ||/(°)θ/(°)centroid wavelength/nmpower@18 A/W
    12049(95% energy)52(95% energy)976±3>16.5
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    表  2  波长锁定前后功率传输效率

    Table  2.   Transmission efficiency of VBG

    power/Wwavelength/nmpower/Wwavelength/nmFWHM/nmtransmission efficiency
    of VBG/%
    free-runninglensed with VBG
    16.62 977.30 16.12 975.34 0.49 97.0
    16.57 975.48 16.02 975.34 0.50 96.7
    16.58 977.72 16.04 975.34 0.51 96.7
    16.44 977.58 15.91 975.34 0.49 96.8
    16.60 977.72 16.14 975.34 0.49 97.2
    16.61 977.86 16.11 975.20 0.48 97.0
    16.47 977.86 16.02 975.20 0.49 97.3
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-12-12
  • 修回日期:  2022-05-05
  • 网络出版日期:  2022-05-11
  • 刊出日期:  2022-06-15

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