大功率半導(dǎo)體激光光束特性及光纖耦合技術(shù)研究.pdf

1、半導(dǎo)體激光器體積小、效率高、壽命長(zhǎng)、性能穩(wěn)定,與傳統(tǒng)固體和氣體激光器相比有很大優(yōu)勢(shì)。但是半導(dǎo)體激光器自身的光束質(zhì)量差,限制了其在很多領(lǐng)域的直接應(yīng)用。掌握半導(dǎo)體激光器遠(yuǎn)場(chǎng)光分布及其光束傳輸特性,并對(duì)光束進(jìn)行整形,提高光束質(zhì)量,將高光束質(zhì)量大功率半導(dǎo)體激光進(jìn)行光纖耦合輸出,從而擴(kuò)展其應(yīng)用范圍,意義重大。
　　 本文以促進(jìn)大功tn245率半導(dǎo)體激光器在激光材料加工領(lǐng)域的直接應(yīng)用為背景,以光纖耦合輸出大功率半導(dǎo)體激光器為主要研究對(duì)象,以

2、提高大功率半導(dǎo)體激光器的輸出功率和光束質(zhì)量為目的,針對(duì)半導(dǎo)體激光陣列的發(fā)光單元多,整體光束質(zhì)量差,光纖耦合難度大的問題,采用平板玻璃堆光束整形的方法,提高半導(dǎo)體激光陣列的光束質(zhì)量,并耦合進(jìn)光纖。
　　 本文首先以半導(dǎo)體激光器波導(dǎo)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),采用厄米-高斯模型、超高斯理論及傍軸光束傳輸理論,描述了大功率半導(dǎo)體激光器的光場(chǎng)分布及光束傳輸特性。
　　 本文對(duì)不同的激光光束質(zhì)量評(píng)價(jià)參數(shù)進(jìn)行了分析,對(duì)比了各自的優(yōu)缺點(diǎn)、適用范圍及相

3、互之間的關(guān)系。特別針對(duì)半導(dǎo)體激光一維陣列和二維陣列,給出了描述其光束質(zhì)量的表征方式。
　　 本文從半導(dǎo)體激光的整形原理出發(fā),介紹了不同的光束整形方法,設(shè)計(jì)了一種能夠有效改善半導(dǎo)體激光光束質(zhì)量的平板玻璃堆光束整形方法,對(duì)這種方法進(jìn)行了理論分析和ZEMAX光學(xué)軟件模擬。分別對(duì)階梯反射鏡整形方法和平板玻璃堆整形方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析,證明了平板玻璃堆整形方法能夠有效的改善半導(dǎo)體激光陣列的光束質(zhì)量。
　　 本文最后對(duì)大功率半導(dǎo)體激光