半導(dǎo)體激光光束的特性及其耦合技術(shù).pdf

1、半導(dǎo)體激光器已經(jīng)成為現(xiàn)代光電系統(tǒng)和光子系統(tǒng)中不可取代的重要部分.在設(shè)計(jì)這些光學(xué)系統(tǒng)中,研究半導(dǎo)體激光器的輻射特性是評(píng)價(jià)系統(tǒng)耦合效率的必要前提.由于半導(dǎo)體激光器的輻射特性取決于其內(nèi)部結(jié)構(gòu),因此,該文首先應(yīng)用光波導(dǎo)理論,求得了不同波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器中的模式光場(chǎng)分布.隨著制作工藝和封裝技術(shù)的發(fā)展,光電系統(tǒng)和光子系統(tǒng)的尺寸越來(lái)越小,半導(dǎo)體激光輻射的遠(yuǎn)場(chǎng)模型不再適合其近場(chǎng)特性的分析;而且,半導(dǎo)體激光器可以作為近場(chǎng)虛擬光探針,應(yīng)用于近場(chǎng)光學(xué)高密

2、度存儲(chǔ)、納米光刻、近場(chǎng)光學(xué)成像以及光譜探測(cè)等領(lǐng)域.因此,該文利用平面波角譜理論分析了半導(dǎo)體激光器的近場(chǎng)特性,并建立了半導(dǎo)體激光近場(chǎng)的一維模型.光束質(zhì)量因子M2已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用,并作為評(píng)價(jià)激光光束的質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn).該文基于非傍軸二階矩理論,全面的分析了半導(dǎo)體激光光束的光束質(zhì)量因子M2,并計(jì)算了不同波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光光束的質(zhì)量因子,給出其精確的解析表達(dá)式.該文還通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量了InGaAs/AlGaAs SCH DQW激光器的光束質(zhì)量因子M2.

3、理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在二階矩的定義下,半導(dǎo)體激光光束的質(zhì)量因子總是大于1的.該文應(yīng)用幾何光學(xué)的方法,設(shè)計(jì)了用于半導(dǎo)體激光光束快軸和慢軸準(zhǔn)直的柱面微透鏡,并給出了模擬結(jié)果.該文還提出了一種新型的大功率激光二極管棒的多波長(zhǎng)光束耦合技術(shù).通過(guò)一個(gè)具有溫度梯度的熱沉(Temperature Gradient Heat Sink),使二極管棒在慢軸方向上形成線性的波長(zhǎng)分布.該文探討了利用溫度控制波長(zhǎng)的原理,提出了溫度梯度熱沉的初步設(shè)想,及耦合光學(xué)