Theoretical and experimental research on crosstalk in spectral beam combining of a laser diode bar with a high fill factor

光学 材料科学 梁(结构) 半导体激光器理论 激光器 巴(单位) 二极管 光电子学 物理 串扰 激光束 气象学
作者
Haojie Ma,Yu Xiao,Cong Hu,Yuyan Song,Xiahui Tang
出处
期刊:Applied Optics [Optica Publishing Group]
卷期号:60 (26): 8213-8213 被引量:3
标识
DOI:10.1364/ao.438280
摘要

Spectral beam combining is an important way to improve the brightness of semiconductor laser beams. For a spectral beam combining system, crosstalk between different emitters would cause the deterioration of beam quality and the reduction of beam combining efficiency, especially for the laser diode bar with a high fill factor. In this paper, an analysis model of the spectral beam combining system with crosstalk is established. The most important advantage of this model is that it can analyze the spectral distribution of the combined beam and also give a relatively good estimation for the beam quality parameters, such as beam size and far-field divergence angle. This model is verified by the experimental results. Furthermore, based on the theoretical model, a method for eliminating crosstalk is developed. By introducing a spatial filter inside the grating external cavity, the crosstalk between different emitters is blocked in the far field, and the beam quality is improved. In the experiment of beam combining of five emitters, after crosstalk is eliminated, the divergence angle of the combined laser beam is reduced from 10.09 to 4.73 mrad, the beam parameter product is reduced from 2.95 to 0.91 mm mrad, and the power of the main lobe is improved from 1.77 to 2 W.
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