红外与激光工程
2023, 52(11): 20230198
1 中电科思仪科技股份有限公司，山东 青岛 266555
2 西安电子科技大学 电子工程学院，陕西 西安 710071
3 山东大学 信息科学与工程学院，山东 青岛 266237
4 河北工业大学 先进激光技术研究中心，天津 300401
具有宽调谐范围、无跳模以及高光谱纯净度的半导体激光器在超精细光谱、相干检测和光纤智能感知等领域有着重要的应用。但是受到半导体激光器固有运转特性的制约，通过传统的单片集成式半导体激光器难以获得高光谱纯净度的宽范围可调谐激光输出。因此文中采用闪耀光栅作为外腔反馈元件，单角面度半导体增益芯片作为增益介质，通过Littman-Metcalf外腔振荡结构实现了1480~1580 nm的宽调谐范围、无模式跳变的线宽小于98.27 kHz的激光输出，在注入电流为410 mA的条件下获得了16.95 dBm的峰值功率、全范围功率优于14.96 dBm和边模抑制比优于65.54 dB的输出。相应的实验结果表明：采用机械刻划闪耀光栅的Littman-Metcalf结构用于半导体激光器，可很大程度的改善半导体激光器的综合性能。该研究有利于推动其在提升光频域反射仪测量精度方向的应用。
无跳模 外腔 可调谐 半导体激光光源 窄线宽 mode-hopping free external-cavity tunable semiconductor laser source narrow linewidth 红外与激光工程
2023, 52(8): 20230374
1 中国工程物理研究院应用电子学研究所，四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室，四川 绵阳 621900
半导体激光器（LD）的增益谱随着加载电流和温度的变化而变化，不同功率下LD的输出波长难以稳定。功率为120 W、中心波长为809 nm的LD在10%~100%功率出光期间的波长漂移约为6 nm，这对于激光器的直接应用是不利的。目前通常采用体布拉格光栅（VBG）锁定或片上分布式反射（DBR）、分布式反馈（DFB）的方法进行波长锁定来解决该问题，但仍存在低功率下波长不稳定的缺点。为此，本文提出了一种基于“电开关选通控制+光纤合束器”的半导体激光光源方案，通过在相同电流下控制激光器的挡位来调节功率，在不增加额外光学器件的情况下达到了波长稳定的目的；该光源包含数个12 W单模块LD、数个电功能模块、控制或通信软件、半导体制冷片（TEC）控温模块、光纤合束器、光学准直镜筒；该光源的中心波长稳定在808~810 nm范围内，功率大于120 W，光斑的非均匀性（均方根）<10%。该光源通过了高低温环境实验考核，可在-55~50 ℃范围内存放及工作，同时可满足冲击振动、电磁兼容环境下的实验要求。
激光器 波长稳定 电开关 分挡调节功率 半导体激光光源 中国激光
2023, 50(11): 1101018
红外与激光工程
2022, 51(7): 20220234
1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093
2 上海理工大学 光学仪器与系统工程研究中心，上海 200093
3 上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室，上海 200093
光源是投影显示系统的核心组成部件。激光投影光源具有亮度高、寿命长和色域广等特点，但存在成本较高和散斑现象的问题。将激光结合激发荧光作为投影机光源，可以有效降低成本并解决散斑问题。通过将钇铝石榴石(YAG)荧光粉和激光单元结合制成混合光源，研究了不同荧光粉质量分数及工作温度对混合光源发光特性的影响。实验结果表明，光源的亮度和色度坐标值均随着荧光粉质量分数的增大而提高，而荧光粉的转化效率随着工作温度的升高而降低。研究结果验证了激光–荧光混合作为投影机用光源的可行性，不仅降低了整机的制造成本，解决了激光光源存在的散斑问题，而且降低了对光源光学元件加工的精度要求，提升了量产的制成能力。
投影显示 激光光源 荧光 发光特性 projection display laser light source fluorescence luminous characteristics 红外与激光工程
2022, 51(1): 20210850
西安工业大学陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室，陕西西安 710021
以正方形激光陀螺所用高反射镜疵病检测为例，分析了使用激光光源照明时，微米量级划痕形疵病存在检测盲区的现象。实际使用中激光以 45°角入射到高反射镜上，疵病检测与陀螺使用时光源入射角相同，疵病形成的散射光通过显微成像光路成像在 CCD上，结合实验数据探讨了宽度为微米量级划痕形疵病的成像情况。提出了一种新颖的激光照明方式，通过将光源设计成 180°范围内无死角的全光幕照明方式克服了单一激光光源照明的检测盲区，无需旋转样品多次采集图像，避免了运动控制产生的测量误差，从而也简化了图像处理步骤，提高了检测效率和精度。
激光光源 高反射镜 划痕形疵病 检测盲区 显微成像 laserlightsource high-reflectionmirror scratch-shapeddefect detectionblindarea microscopicimaging
1 武汉理工大学光纤传感技术国家工程实验室, 湖北 武汉 430070
2 武汉理工大学理学院, 湖北 武汉 430070
傅里叶域锁模(FDML)技术可在保持扫频光源各项指标性能优越的前提下,将扫频速度提高至调谐滤波器的设计极限。为进一步提升FDML扫频激光光源的扫频速度,在激光谐振腔内引入光学缓存装置来实现对扫频光的备份。实验中基于环腔内光学缓存装置的扫频光源中心波长为1310 nm,扫频范围为95 nm,瞬时线宽为0.1 nm,扫频速度翻倍提升至202 kHz,平均输出光功率为7.5 mW。利用光学缓存装置可将传统FDML高速扫频光源的扫频速度翻倍提升,对提升扫频光学相干层析成像(SS-OCT)系统的综合成像性能具有重要意义。
激光器 光学相干层析成像 扫频激光光源 光学缓存装置 傅里叶域锁模 激光与光电子学进展
2020, 57(1): 011407
暨南大学光子技术研究院, 广东 广州 511486
设计并搭建了一种基于相干检测和瑞利散射的光源频率稳定性测量系统,以实现对光源微秒量级瞬时微小频偏的测量。基于该测量系统对布里渊分布式传感系统中光源频率波动所导致的性能劣化进行了研究。研究表明频率波动较大的激光源会造成测量得到的布里渊增益谱展宽,并逐渐偏离洛伦兹谱型,导致布里渊频率测量的误差较大,最终将传感距离限制在15 km之内。而频率波动较小的激光源可以使系统的传感距离达到50 km。
光纤光学 布里渊分布式传感 激光光源 频率漂移 相干接收 激光与光电子学进展
2019, 56(17): 170624
