窄带高亮度半导体激光器的光栅-外腔光谱合束实验优化

本文主要探讨的是窄光谱高亮度半导体激光器光栅-外腔光谱合束的实验研究。光栅-外腔光谱合束技术是一种利用光栅的波长选择特性和外部腔室的反馈机制来实现半导体激光阵列（DLA）中每个发光单元的精确调谐。在DLA中，每个单元产生的光束在近场和远场保持同步，这样即使多个单元同时工作，也能保证合束后的光束质量与单个单元相同，从而显著提升激光输出的性能。 实验所使用的器件是一个常规的CM-Bar条，其发光单元宽度为100微米，周期为500微米，由19个单元组成。在最大连续注入电流达到70安培的情况下，实现了44.9瓦的高功率连续激光输出。光束的质量评估指标显示出快轴和慢轴的光束质量分别为1.52毫米·毫弧度和5毫米·毫弧度，这表明合束后的光束非常稳定且聚焦性良好。 此外，合束后的电光转换效率达到了36%，这意味着相当一部分输入电能被转化为光能，显示出较高的能量转换效率。输出光斑亮度约为36.92兆瓦/平方厘米·斯特恩（MW/cm²-str），这意味着光束的亮度非常高，对于许多应用如高亮度激光抽运源或者直接作为半导体激光光源都非常适宜。 值得注意的是，合成的激光波长展宽仅为3.24纳米，表明该技术具有很好的窄带特性，这对于需要特定波长激光的应用场景尤其重要。实验结果还显示，这样的激光可以耦合进入50微米芯径、数值孔径为0.22的光纤中，进一步证明了其传输和应用的可行性。 这项研究展示了窄光谱高亮度半导体激光器光栅-外腔光谱合束技术的优越性能，包括高功率、高质量、窄带宽以及良好的耦合能力，这对于光通信、激光加工、精密测量等领域具有重要的实际价值。