高功率光纤耦合半导体激光器(ST)
半导体激光器的应用与分类
半导体激光器的应用与分类半导体光发射器是电流注入型半导体PN结光发射器件，具有体积小、重量轻、直接调制、宽带宽，转换效率高、高可靠和易于集成等特点，被广泛应用。
按照其发光特性，可分为激光二极管（又称半导体激光器或二极管激光器，Laser Diode，LD），通常光谱宽度不]于5nm（采取专门措施可不大于0.1nm）；发光二极管(Light Emitting Diode，LED)，光谱宽度一般不小于50nm；超辐射发光二极管(Superluminescent Dmde,SLD)，光谱宽度不大于5nm（采取专门措施可不大于0.1nm）；发光二极管（Light Emiltting，LED），光谱宽度一般不小于50nm；超辐射发光二极管（Superluminescent SLD），光谱宽度为30～50nm，本节重点介绍几种半导体激光器，钽电容简要介绍超辐射发光二极管。
半导体激光器的分类有多种方法。
按波长分：中远红外激光器、近红外激光器、可见光激光器、紫外激光器等；按结构分：双异质结激光器、大光腔激光器、分布反馈激光器、垂直腔面发射激光器；按应用领域分：光通信激光器、光存储激光器、大功率泵浦激光器、引信用脉冲激光器等；按管心组合方式分：单管、阵列（线阵、面阵）；按注入电流工作方式分：脉冲、连续、准连续等。
LD主要技术摄技术指标有光功率、中心波长、光谱宽度、阈值电流、工作电流、工作电压、斜率效率和电光转换效率等。
半导体激光器的光功率是指在规定驱动电流条件下输出的光功率，该指标直接与工作电流对应，这体现了半导体激光器的电流驱动特性。
如果是连续驱动条件，T491T336M004AT则输出功率就是连续光功率，如果是脉冲驱动条件，输出的光功率可用峰值功率或平均功率来衡量。
hymsm%ddz半导体激光器的中心波长是指激光器所发光谱曲线的中心点所对应的波长，通常用该指标来标称激光器的发光波长。
光谱宽度是标志个导体激光器光谱纯度的一个指标，通常用光谱曲线半高度对应的光谱全宽来表示。
高功率半导体激光器光纤耦合模块的可靠性研究
收稿 日期 ： ０ － ４ ； ２ ５ ６ ） 修订 日 ： ０ － － ０ ０ ２ 期 ２ ５ ８２ ０ ０ ２
Ａ ｓ ａｔＴ ｒｕｈａａ ｚ ｇｃｎｔｕｅａ ｄｍｅｈ ｉ ｆｈｇ ｏ ｅ ｓｒｄ ｄ Ｌ ｉ ｅ ｏｐｉｇｍ ｄｌ，ｔ ｂｔ ｃ ：ｈｏ ｇ ｎｌ ｉ ｏ ｓｔｔ ｎ ｃ ａ ｓ ｏ ｉｈｐｗ ｒｌ ｅ ｉ ｅ（ Ｄ）ｆ ｒｃｕｌ ｏｕｅ ｈ ｒ ｙｎ ｉ ｎ ｍ ａ ｏ ｂ ｎ ｅ
通过优化原有工艺与采用新技术， 提高 了模块 的可靠性， 拓宽 了其应用领域。 关键词 ： 半导体激光器； 光纤耦合模块 ； 可靠性
中图分 类号 ：Ｎ ４ ． Ｔ ２ ８４ 文 献标 识码 ： Ａ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｌ ｂ ｌ ｙ ｏ ｇ ｏ ｒ Ｌａ ｅ ｓ ａ ｃ ｎ Ｒｅｉ ｉ ｔ ｆＨｉ ｈ Ｐ ｗｅ ｓ ｒ器 的光纤耦合模块 ， 以其体
积小 、 重量轻 、 电光转换效率高、 调制方便 等优异特
性， 而广泛应用于 Ｅ Ｆ Ｄ Ａ的泵浦 、 激光通信、 激光雷
达、 激光制导、 激光夜视 以及航空航 天等重要领域 ， 因而其可靠性也 Ｆ益成为研究 的热点。本文从激光 ｔ 器 自身的因素、 耦合封装工艺和电学因素三个方面 ， 阐述了影响模块可靠性 的原因 ， 在对相关 工艺进行 了优化和改进的同时 ， 引进了新工艺和新技术。 ２ 影响可靠性的因素 半导体激 光器光纤耦合模 块 由 自动功率控制 （Ｐ ） Ａ Ｃ 电路 、 自动温度控制 （ Ｔ ） Ａ Ｃ 电路 、 驱动器 、 监 视光电二极管（ Ｄ 、 Ｐ ） 激光器二极管（ Ｄ 、 电制冷 Ｌ ）热 器（ Ｅ ） Ｔ Ｃ 或热敏电阻、 耦合光学系统 以及输 出光纤 等几个部分组成 ， 其示意图如图 １ 。
高功率线阵半导体激光器光纤耦合设计
ｍｉ ｒｏ ｉ ｄｅ ｇ ｄ ｏ ｒ ｒ Ｓ ｓｉ ｎｅ ｔ ｄｅ ｏ ｉ ｓ ａｓ ｒ ｅ ． ｔ ｅ ｆ ｒｍ ｔ ｌ ｅ ｂ ａｒ． ｈ ｒｅ ｕｌ ｉ ｃ Ｃ ａｔ ｄ ｓ ｔ Ｓ ａｌ Ｕｌ ｅ ｂｙ ａｙ ｒ ｅ ｎｄ ＢＣ ｌ ｏ ｇ ｕｓ ｂ ａｍ， ｒ ｔ ａｃ ａ Ａ Ｄ ａｗ ｆ ａ ｓ ｅ ｔｅ ｈ ｒｅ ｕｌ ｉ ｓ ｔ ｎｄｉ ｔｅ ｈａ ｔｈ ｄｅ ｒ ｎｇ ｙ ｅ ￣ ｉ ｏｕ ｅ ｔ ｅ ｌ ｇ ｏ ａ ０ ｍ ｃａ ｔ ｔ ｅ ｆｏ ｍｉ ｓ ｓｔ ｍ ： ｌ ａ ｃ ｐｌ ｈ ｈｔ ｆ ｌ ｍ ｗｉ ｔｈ ｌ ｅ ｄｉ ｄｅ ｌ ｉ ｒ ｉ ｄ ａｓ ｒ ｏ ｌ ｉ ｅａ ａｒ ａｙ ｒ
聚 成一 接近 圆 形 的光 斑 ， 以便 于耦 合 进 单根 光 纤 中 。 ３ ．１ 快 轴 准 直
高功率 Ｄ Ｌ的光纤 耦合输 出 ，可使 靶 目标得 到一 高
功 率 密度 ，圆 形 光斑 的 激 光 ， 并 且使 用 非 常方 便 灵活 ， 这对 于促进 Ｄ Ｌ应用是很 有 意义 的
维普资讯
Ⅸ 激光杂志 ２ ０ ． ．．０ ２ ＡＳ Ｒ Ｊ Ｖｏ．３Ｎｏ５ ２０ ）
１ ９
高 功 率 线 阵 半 导 体 激 光 器 光 纤 耦 合 设 计
武 德 勇 高 松 信
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严地 勇
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ST、SC、FC、LC光纤接头区别解析
ST、SC、FC、LC光纤接头区别简介：ST、SC、FC光纤接头是早期不同企业开发形成的标准，使用效果一样，各有优缺点。
ST、SC连接器接头常用于一般网络。
ST头插入后旋转半周有一卡口固定，缺点是容易折断；SC连接头直接插拔，使用很方便，缺点是容易 ...ST、SC、FC光纤接头是早期不同企业开发形成的标准，使用效果一样，各有优缺点。
ST、SC连接器接头常用于一般网络。
ST头插入后旋转半周有一卡口固定，缺点是容易折断；SC连接头直接插拔，使用很方便，缺点是容易掉出来；FC连接头一般电信网络采用，有一螺帽拧到适配器上，优点是牢靠、防灰尘，缺点是安装时间稍长。
MTRJ 型光纤跳线由两个高精度塑胶成型的连接器和光缆组成。
连接器外部件为精密塑胶件，包含推拉式插拔卡紧机构。
适用于在电信和数据网络系统中的室内应用。
光纤接口连接器的种类光纤连接器，也就是接入光模块的光纤接头，也有好多种，且相互之间不可以互用。
不是经常接触光纤的人可能会误以为GBIC和SFP模块的光纤连接器是同一种，其实不是的。
SFP模块接LC光纤连接器，而GBIC接的是SC光纤光纤连接器。
下面对网络工程中几种常用的光纤连接器进行详细的说明：①FC型光纤连接器：外部加强方式是采用金属套，紧固方式为螺丝扣。
一般在ODF侧采用(配线架上用的最多)②SC型光纤连接器：连接GBIC光模块的连接器，它的外壳呈矩形，紧固方式是采用插拔销闩式，不须旋转。
(路由器交换机上用的最多)③ST型光纤连接器：常用于光纤配线架，外壳呈圆形，紧固方式为螺丝扣。
（对于10Ba se-F连接来说，连接器通常是ST类型。
常用于光纤配线架）④LC型光纤连接器：连接SFP模块的连接器，它采用操作方便的模块化插孔(RJ)闩锁机理制成。
（路由器常用）⑤MT-RJ：收发一体的方形光纤连接器，一头双纤收发一体常见的几种光纤线光纤接口大全各种光纤接口类型介绍光纤接头FC 圆型带螺纹(配线架上用的最多)ST 卡接式圆型SC 卡接式方型(路由器交换机上用的最多)PC 微球面研磨抛光APC 呈8度角并做微球面研磨抛光MT-RJ 方型,一头双纤收发一体( 华为8850上有用)光纤模块:一般都支持热插拔,GBIC Giga Bitrate Interface Converter, 使用的光纤接口多为SC或ST型SFP 小型封装GBIC,使用的光纤为LC型使用的光纤:单模: L ,波长1310 单模长距LH 波长1310,1550多模:SM 波长850SX/LH表示可以使用单模或多模光纤λ在表示尾纤接头的标注中，我们常能见到“FC/PC”，“SC/PC”等，其含义如下λ“/”前面部分表示尾纤的连接器型号“SC”接头是标准方型接头，采用工程塑料，具有耐高温，不容易氧化优点。
光纤跳线FC、SC、ST、MU、LC、MTRJ这些类型都什么意思
光纤跳线FC、SC、ST、MU、LC、MTRJ 这些类型都什么意思光纤是一种将讯息从一端传送到另一端的媒介.是一条玻璃或塑胶纤维,作为让讯息通过的传输媒介。
通常「光纤」与「光缆」两个名词会被混淆.多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆,包覆后的缆线即被称为「光缆」.光纤外层的保护结构可防止周遭环境对光纤的伤害,如水,火,电击等.光缆分为:光纤,缓冲层及披覆.光纤和同轴电缆相似,只是没有网状屏蔽层。
中心是光传播的玻璃芯。
在多模光纤中,芯的直径是15mm~50mm,大致与人的头发的粗细相当。
而单模光纤芯的直径为8mm~10mm。
芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套,以使光纤保持在芯内。
再外面的是一层薄的塑料外套,用来保护封套。
光纤通常被扎成束,外面有外壳保护。
纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体,它质地脆,易断裂,因此需要外加一保护层。
光纤的特性由於光纤是一种传输媒介,它可以像一般铜缆线,传送电话通话或电脑数据等资料,所不同的是,光纤传送的是光讯号而非电讯号.因此,光纤具有很多独特的优点.如:宽频宽.低损耗.屏蔽电磁辐射.重量轻.安全性.隐密性.光纤系统的运作你可能知道任何通讯传输的过程包括:编码→传输→解码,当然,光纤系统的传输过程也大致相同.电子讯号输入后,透过传输器将讯号数位编码,成为光讯号,光线透过光纤为媒介,传送到另一端的接受器,接受器再将讯号解码,还原成原先的电子讯号输出.光纤光缆的运用光缆的应用区分,可分为3种:专业用途,一般屋外,一般屋内.在专业用途上包括海底光缆,高压电塔上之空架光缆,核能电厂之抗辐射光缆,化工业之抗腐蚀光缆等.而一般屋内及一般屋外的分类差异,依各型光缆依制造设计时之特质,其所适用之范围各有不同.光缆从屋外至屋内的过程中可分为空架,地下道,直接埋设,管道间铺设,室内用。
光纤的历史1880-AlexandraGrahamBell发明光束通话传输1960-电射及光纤之发明1977-首次实际安装电话光纤网路1978-FORT在法国首次安装其生产之光纤电1990-区域网路及其他短距离传输应用之光纤2000-到屋边光纤=>到桌边光纤光纤的分类光纤主要分以下两大类:1)传输点模数类传输点模数类分单模光纤(Single Mode Fiber)和多模光纤(Multi Mode Fiber)。
808nm光纤耦合半导体激光泵浦源
808nm光纤耦合半导体激光泵浦源808nm光纤耦合半导体激光泵浦源是一种新型的光学器件，采用光纤耦合技术将半导体激光泵浦源与光纤进行耦合，使得激光器的输出光功率更稳定，噪声更小，应用范围更广泛。
808nm光纤耦合半导体激光泵浦源的工作原理是通过电流驱动半导体激光器的发光二极管，将电能转化为光能。
在808纳米的波长下，激光泵浦源具有较高的光转换效率，并且具有较低的发热量。
同时，采用光纤耦合技术可以将激光器产生的热量快速传导到散热系统中，有效降低了器件的温度，提高了激光器的工作稳定性和寿命。
808nm光纤耦合半导体激光泵浦源具有以下几个特点：首先，具有高功率稳定性。
激光泵浦源采用与光纤绑定的方式，可以大大减少光纤的损耗，并且能够在较长距离内保持光功率的稳定。
这使得激光器的输出功率更加一致，提高了激光器的工作效率和性能。
其次，具有低噪声。
808nm光纤耦合半导体激光泵浦源在工作过程中减少了光学器件的振动和震动，从而降低了激光器的噪声水平。
这使得激光器在科研、医疗和工业等领域中的应用更加广泛，例如激光医疗器械、激光打标机等。
再次，具有高光质量。
808nm光纤耦合半导体激光泵浦源的输出波长符合激光输出的最佳波长范围，可以获得高光质量的激光束。
这对激光器应用中需要高光质量的场景，如光通信和激光测距等领域有着重要的意义。
此外，808nm光纤耦合半导体激光泵浦源还具有小尺寸、低成本、易于集成等优点。
光纤耦合技术使得激光器的结构更加紧凑，便于在各种设备和系统中进行集成。
同时，由于其制造工艺相对简单，所以其成本也相对较低。
综上所述，808nm光纤耦合半导体激光泵浦源是一种具有高功率稳定性、低噪声、高光质量的光学器件。
它的出现不仅拓宽了激光泵浦源的应用领域，而且提高了激光器的性能和可靠性。
随着技术的不断发展，相信这种光学器件将会在更多的领域中得到应用，推动科技的进步和创新。
光纤耦合半导体激光器和泵浦源
光纤耦合半导体激光器和泵浦源光纤耦合半导体激光器（Fiber-Coupled Semiconductor Laser，简称FCSL）是一种将半导体激光器光束在光纤中进行耦合的光学设备。
与普通的半导体激光器相比，FCSL具有高功率输出、光束高光质、结构紧凑等优点，广泛应用于通信、光纤传感、医疗等领域。
FCSL通常由四个部分组成：半导体芯片、光纤耦合器、光电子器件和电信号接口。
其中，半导体芯片是FCSL的核心部件，是产生激光输出的关键。
光纤耦合器则是将半导体激光器的光束引入光纤中进行耦合的器件，能够提高光束品质，使光束的光斑更加均匀。
光电子器件为激光器的控制及电信号的处理提供了必要的硬件支持，而电信号接口则使FCSL 能够方便地与其他设备进行接口。
FCSL的泵浦源是指用于提供激发FCSL半导体芯片的光源。
泵浦源通常包括半导体激光器、二极管泵浦、光纤耦合二极管泵浦等，其主要功能是向FCSL芯片注入电子和空穴，从而激发出激光输出。
泵浦源的性能直接影响到FCSL的功率、效率和稳定性等参数，因此选择合适的泵浦源对于FCSL的应用至关重要。
在FCSL泵浦源的选择中，需要考虑以下几个因素：1.功率要求：泵浦源的功率需满足FCSL的要求，一般来说，FCSL的功率需求较高，泵浦源功率需要在数十瓦至几百瓦范围内。
2.波长匹配：泵浦源的波长需要和FCSL芯片的工作波长匹配，在近红外波段（例如940nm、980nm、1060nm等）内选择较为广泛。
3.光纤耦合效率：光纤耦合效率是泵浦源的重要性能参数之一，通常采用耦合效率高、斜光损耗小的泵浦源。
4.系统集成：泵浦源需要与FCSL的电信号接口兼容，易于接入到整个系统中。
总之，FCSL和泵浦源的选择取决于应用的具体需求，但都需要考虑效率、功率、波长匹配、稳定性等因素。
合理选择并合理使用这两种设备，可以使FCSL的应用更加广泛和稳定。
光纤耦合输出半导体激光器制作过程
光纤耦合输出半导体激光器制作过程光纤耦合输出半导体激光器（Fiber-Coupled Output Semiconductor Laser）是一种利用光纤将激光输出的半导体激光器。
它能够有效地将激光器的输出束聚焦到光纤中，具有小尺寸、高功率输出、方便集成等特点。
本文将介绍光纤耦合输出半导体激光器的制作过程。
1. 材料准备光纤耦合输出半导体激光器的制作过程涉及到多种材料，包括半导体片、光纤、封装材料等。
在准备材料的过程中，需要确保材料的质量和稳定性，以保证后续工艺的可靠进行。
2. 半导体片生长首先，需要进行半导体片的生长。
半导体片是激光器的核心组件，其性能直接影响着后续激光器的性能。
常用的半导体材料包括GaAs （砷化镓）和InP（磷化铟）等。
通过分子束外延（MBE）或金属有机化学气相沉积（MOCVD）等技术，可以在半导体衬底上生长出具有所需能带结构的半导体片。
3. 制备激光器结构接下来，需要将半导体片加工成激光器的结构。
这个过程通常包括光刻、腐蚀、沉积等步骤。
通过光刻技术，可以在半导体片上定义出激光器的电极形状和波导结构。
然后，通过腐蚀和沉积等工艺，可以形成激光器的电极和波导结构。
4. 管芯封装激光器的制备需要将其封装到一个管芯中，以保证激光输出的稳定性。
在管芯封装的过程中，需要将半导体片与光纤粘合在一起，并对其进行定位和固定。
通常，采用光纤对准和焊接的方法，将光纤与激光器的输出端面精确耦合。
5. 板载封装最后一步是进行激光器的板载封装。
这一步是将激光器结构固定在一个电路板上，并与其他电路元器件进行连接。
板载封装需要考虑到激光器的热管理和电路连接等问题，以确保激光器的性能和可靠性。
通过以上几个步骤，光纤耦合输出半导体激光器的制作过程就完成了。
这种激光器具有输出功率高、稳定性好、尺寸小等优点，广泛应用于光通信、激光医疗、激光雷达等领域。
随着制备工艺和材料的不断改进，光纤耦合输出半导体激光器的性能还将不断提高，应用范围也将进一步扩大。
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ST 系列高功率光纤耦合半导体激光器
ST系列高功率光纤耦合半导体激光器是一款结构紧凑、维护和运行成本低廉、有显著节能效果的半导体激光器系统（如工作时长按八小时算比光纤激光器节能20％）。
此激光器通常用于激光焊接，切割塑料和金属，以及许多其他的制造工艺上（如退火、回火或软钎焊等）。
特性:
交钥匙系统，可定制的OEM系统
易于集成，设计紧凑
手动和远程操作状态的界面
可控的半导体激光器操作，激光器模块更换方便
免维护，被动水冷，每年检查一次水冷系统（纯净水，颗粒过滤器）
严格按照安全标准操作（光纤插头和断线检测，互锁，争停界面，激光警示灯等）
可选设备：光纤长度可选 (5, 10, 20 m,
各种激光加工的激光头可选
电转换效率为 30%, 同功率等级的CO2激光器的转换率约为 6 - 8 % ，光纤激光器约为 20 - 25 %
应用:
金属和塑料的切割和焊接
激光退火、回火或软钎焊
参数: 2KW光纤耦合半导体激光器，也可根据客户要求提供其他功率的激光器
激光模块电源
半导体激光器AV-70 最大输出电压 2 x 80V
最大运行电流75A 最大输出电流75A
最大运行电压 2 x 80V 最小上升时间100us
冷却被动水冷却最大脉冲频率10kHz
激光模块传感
器功能监控，温度监控运行模式脉冲，剖面
光束指示切换开/关控制单元（可选远程终端）显示器，手轮，钥匙开关，启动/停止，急停
重量~70kg 界面以太网， can-bus, profibus, RS232, SPS-接口
制冷机机架系统
制冷机型号类型19” system
冷却方式尺寸(HxWxD 1650x565x800mm
3
环境空气温度
范围重量(不含激光模块~100kg
自来水温度范
围电压输入400VAC±10%
自来水最小流
量最大电流32A
水槽容量线索号3+N+PE
嗓音消除频率50/60Hz
激光电路温度
范围电源插头类型(标准CEE
过滤丝网激光
电路自来水接口类型CPC-plugs
自来水滤网电
路水管尺寸(内径8mm
感应器水管尺寸 (外径12mm
加热器激光头冷却水接口Hose
我们还根据不同的加工材料及应用提供相应的激光头。
优点:
-优化对于许多应用的最佳强度分布的光束整形
-完美透射焊接热塑性塑料或焊接（同步或轮廓处理）
- 从以太网到激光电源的安全数据传输过程
- 单独的软件包，可用于流程文档和控制（通过高速busses快速数据传输，如CAN，Profibus）参数:
最大激光功率500W
波长范围790-990nm
最大光径NA0.22
最大心径直径1,000um
传输比率>95% (typ. 98%
准直焦距35mm
聚焦焦距200mm
工作距离180±2mm
200um 光纤芯径的光斑直径1150±20 um
400um 光纤芯径的光斑直径2300±50um
600um 光纤芯径的光斑直径3600±70um
水管材质阳极氧化铝
尺寸 (LxWxD169x156x90mm3
安装螺丝(两侧3xM5
光纤连接类型SMA905, LD80
产品图片（1）产品图片（2）
激光切割样品:
图1: 6 mm不锈钢切割，速度0.5 m/min 功率2 kW 图2: 12mm结构钢切割，氧气辅助，功率 2 kW
图3: 铜焊接图4: 塑料燃油泵焊接。