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高功率极低发散角976 nm单模半导体激光器OA

High-power,Single-mode 976 nm Diode Laser with Ultra-low Divergence Angle

中文摘要英文摘要

掺铒光纤放大器(EDFA)是全光网络大容量通信的核心器件,它需要高功率单模半导体激光泵浦产生光信号放大.本文研制了高功率976 nm单模半导体激光芯片,采用非对称布拉格反射波导外延结构,实现了极低发散角近圆形光束输出.制备的激光器最高连续输出功率超过1.5 W(受热饱和限制),在1.2 A电流下获得0.83 W无扭折功率,此时含95%功率垂直发散角和侧向发散角分别为13.70°和10.95°,输出激光峰值波长为976.16 nm,-3 dB光谱宽度仅为0.11 nm,边模抑制比达到40 dB.激光器远场分布对热沉温度与工作电流变化不敏感,即使在热饱和条件下工作,含95%功率垂直发散角仍在16°以下.这种激光芯片可实现高效率单模光纤耦合,有利于发展低成本高功率单模EDFA激光泵浦模块.

Erbium-doped fiber amplifiers(EDFAs)serve as key component of high-capacity,all-optical communi-cation networks,relying critically on high-power,single-mode diode laser pumping sources to achieve efficient opti-cal signal amplification.This paper reports a high-power 976 nm single-mode diode laser chip.The device utilizes an asymmetric Bragg reflector waveguide epitaxial structure,achieving an ultra-low far-field divergence angle and a nearly circular beam profile.Experimental results demonstrate a maximum continuous-wave(CW)output power ex-ceeding 1.5 W for the laser,limited by thermal saturation.The kink-free output power reaches 0.83 W at an injec-tion current of 1.2 A.At this operating current,the vertical and lateral divergence angles containing 95%power are measured at 13.70°and 10.95°respectively.The laser emits at a peak wavelength of 976.16 nm with a narrow spec-tral width of 0.11 nm(at-3 dB)and a side-mode suppression ratio(SMSR)of 40 dB.The far-field distribution remains stable by varying heat-sink temperature and current.Even under thermal saturation,the vertical divergence angle(defined at 95%power containment)stays below 16°.Owing to its high output power,circular symmetry,and narrow spectral characteristics,this laser chip is conducive to the development of low-cost,high-power single-mode pump modules for EDFAs.

庞政;田思聪;孟博;佟存柱;汪丽杰;刘亚楠;王延靖;陆寰宇;季云菲;郑显达;王玉山;薛晓娥

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所特种发光科学与技术全国重点实验室,吉林长春 130033||中国科学院大学,北京 100049中国科学院长春光学精密机械与物理研究所特种发光科学与技术全国重点实验室,吉林长春 130033中国科学院长春光学精密机械与物理研究所特种发光科学与技术全国重点实验室,吉林长春 130033中国科学院长春光学精密机械与物理研究所特种发光科学与技术全国重点实验室,吉林长春 130033||吉光半导体科技有限公司,吉林长春 130031中国科学院长春光学精密机械与物理研究所特种发光科学与技术全国重点实验室,吉林长春 130033||吉光半导体科技有限公司,吉林长春 130031吉光半导体科技有限公司,吉林长春 130031中国科学院长春光学精密机械与物理研究所特种发光科学与技术全国重点实验室,吉林长春 130033中国科学院长春光学精密机械与物理研究所特种发光科学与技术全国重点实验室,吉林长春 130033吉光半导体科技有限公司,吉林长春 130031中国科学院长春光学精密机械与物理研究所特种发光科学与技术全国重点实验室,吉林长春 130033||中国科学院大学,北京 100049吉光半导体科技有限公司,吉林长春 130031中国科学院长春光学精密机械与物理研究所特种发光科学与技术全国重点实验室,吉林长春 130033

信息技术与安全科学

布拉格反射波导单模半导体激光器高功率低远场发散角光纤耦合

Bragg reflection waveguidesingle-mode diode laserhigh-powerlow far-field divergence anglefiber coupling

《发光学报》 2026 (6)

1043-1051,9

吉林省科技发展计划项目(20240602024RC,20250201007GX)国家自然科学基金(62134008,62434009)长春市科技发展计划项目(24SH08)Supported by Science and Technology Development Plan Project of Jilin Province(20240602024RC,20250201007GX)National Natural Science Foundation of China(62134008,62434009)Science and Technology Development Plan Project of Changchun City(24SH08)

10.37188/CJL.20260053

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