电气工程与电子技术学报

千瓦级光纤激光器的高功率、高亮度泵浦

赫玛希尔帕·卡拉嘎拉

高功率光纤激光器用于激光材料加工，如激光焊接、切割、钻孔等，应用范围广泛。二极管激光器是光纤激光器非常经济高效的泵浦源。它们由二极管激光器阵列组成，可产生数百瓦的功率，即使用对准光学器件耦合到光纤中，所有这些都组装在一个紧凑的封装中。980nm 的 GaAs 基宽区激光器用作泵浦源。激光材料加工应用的关键要求是高功率和低光束参数积 (BPP)。典型的宽区激光器 (BAL) 长度至少为 5mm，宽度为 100um，在 15A 时产生 14W 功率，BPP 为 3.77。由于条纹宽度较大，激光器是多模的，FF 轮廓具有许多峰值。在我们目前的研究中，我们设计、处理和测试了具有不同间隙的窄条纹激光器阵列，其总输出孔径等于 BAL 的宽度，以获得较低的 BPP，同时仍保持功率。窄条带激光器的后端面宽度为 4um，前端面宽度绝热增加至 20um，以保持单模操作和高斯 FF 分布。与 BAL 尺寸相同的窄条带激光器阵列在 15A 和 BPP 为 3.0 时产生 11W 功率。我们能够将 BAL 的功率与发射器数量更多的窄条带激光器阵列相匹配。由于高斯 FF 分布，NA 功率和光纤耦合效率预计会优于 BAL。窄条带激光器阵列的另一个优点是，即使阵列中的一个或多个激光器损坏或功率较低，设备仍可正常工作。