Semiconductor laser sources for LIDAR applications

Abstract

This bachelor’s thesis describes the process of assembly and the characterisation of a semiconductor laser source for LIDAR applications. The system fundamentals such as the functionality and peculiarities of the used laser, and the components of the module containing the laser chip are detailed. The laser chip is integrated into the module and different collimation lenses are evaluated and one combination is chosen to be mounted. The radiation on the back facet of the laser chip is coupled into a single mode fibre. Once the module is mounted, power, spectral and beam measurements are taken and the behaviour of the beam source is described. Concluding, various parameters obtained by these measurements are compared to given specifications of a semiconductor laser for LIDAR applications.

El presente trabajo final de grado describe el proceso de montaje y la caracterización de una fuente láser semiconductora para aplicaciones LIDAR. Los fundamentos del sistema, como la funcionalidad y peculiaridades del láser utilizado, y los componentes del módulo que contiene el chip del láser son detallados. El chip es integrado en el módulo y diferentes lentes de colimación son evaluadas y se elige una combinación a ser montada. La radiación en la faceta trasera del chip es acoplada a una fibra óptica monomodo. Una vez el módulo es montado se toman medidas de potencia, espectro y del haz, y el comportamiento de la fuente es descrito. Concluyendo se comparan varios parámetros obtenidos en estas medidas a las especificaciones dadas de un láser semiconductor para aplicaciones LIDAR.

Diese Arbeit beschreibt die Montage und Charakterisierung einer LIDAR Strahlquelle auf Basis von Halbleiterlaser. Die Systemgrundlagen wie die Funktionalität und die Besonderheiten des verwendeten Lasers, sowie die Bauteile des Modules werden erklärt. Der Laser Chip wird in das Modul eingebaut und verschiedene Kollimationsoptiken sind bewertet und eine Kombination ist ausgewählt um in das Modul eingebaut zu werden. Die rückseitig am Laser Chip auftretende Strahlung wird in eine Single-Mode Faser gekoppelt. Sobald die Module aufgebaut sind werden Leistungs-, Spektral und Strahlmessungen durchgeführt und das Verhalten der Strahlquelle wird beschrieben. Abschließend werden einige durch diese Messungen erhaltene Parameter mit den gegebenen Spezifikationen für Halbleiterlaser für LIDAR Anwendungen verglichen