大功率激光二極管陣列耦合技術(shù)研究.pdf

1、大功率激光二極管泵浦固體激光器中泵浦源-激光二極管常采用stack結(jié)構(gòu)，它由多個(gè)分離的二維陣列光斑組成。將上述光斑耦合進(jìn)入激光晶體端面，是DPL中泵浦光耦合技術(shù)中的難題。為此，本文采用透鏡導(dǎo)管技術(shù)壓縮光斑。研究了影響傳輸效率，光斑壓縮比的透鏡導(dǎo)管結(jié)構(gòu)參數(shù)。并提出采用錐形光纖進(jìn)一步壓縮光斑，滿足DPL對(duì)泵浦光耦合的要求。
　　 論文中選擇單個(gè)發(fā)光單元的橢圓高斯模型和Zeng模型，描述LD的遠(yuǎn)場光強(qiáng)分布，以這兩種模型為基礎(chǔ)，利用非相

2、干疊加原理計(jì)算線陣bar條和面陣stack的光強(qiáng)。并用計(jì)算機(jī)分別模擬了兩種模型的面陣stack的遠(yuǎn)場光強(qiáng)分布。
　　 論文還通過對(duì)多種耦合系統(tǒng)的比較分析，認(rèn)為透鏡導(dǎo)管用于大功率激光二極管陣列整形具有很大的發(fā)展?jié)摿Α⑵溥x為整形系統(tǒng)，利用鏡像法推導(dǎo)它的耦合效率表達(dá)式，從而得到耦合效率與透鏡導(dǎo)管參數(shù)之間的關(guān)系，并使用計(jì)算機(jī)對(duì)其編程計(jì)算。
　　 在對(duì)透鏡導(dǎo)管耦合系統(tǒng)的研究中，從三個(gè)方面進(jìn)行分析：1.耦合后的光束用于泵浦固體激光

3、器，通過耦合效率的積分表達(dá)式與透鏡導(dǎo)管參數(shù)之間的關(guān)系，優(yōu)化透鏡導(dǎo)管參數(shù)，從而得到高效的泵浦效率。2.對(duì)透鏡導(dǎo)管的耦合效率進(jìn)行了研究，結(jié)果表明影響耦合效率的因素有曲率半徑、透鏡導(dǎo)管長度、輸出面邊長和快軸發(fā)散角。其中曲率半徑和透鏡導(dǎo)管長度與耦合效率的變化規(guī)律類似，這點(diǎn)可以通過透鏡導(dǎo)管設(shè)計(jì)基本公式得以驗(yàn)證。為了更清晰的描述光束壓縮情況，對(duì)邊長壓縮倍數(shù)、面積壓縮倍數(shù)與耦合效率的關(guān)系也進(jìn)行了研究。3.給定激光二極管的發(fā)光面積和透鏡導(dǎo)管耦合效率，通