半導(dǎo)體激光器的微透鏡光纖耦合技術(shù)研究.pdf

1、隨著光電子器件的迅速發(fā)展、半導(dǎo)體激光器性能的不斷提高，半導(dǎo)體激光器(SemiconductorLaser)的用途也越來(lái)越廣：高速光通信、固體激光泵浦、激光加工、激光照排、激光印刷、醫(yī)療領(lǐng)域等等。半導(dǎo)體激光器的光束質(zhì)量成為了制約半導(dǎo)體激光器應(yīng)用的主要瓶頸。而半導(dǎo)體激光器與光纖的耦合，對(duì)半導(dǎo)體激光器的光束質(zhì)量改善，有重要的意義。如何提高半導(dǎo)體激光器的耦合效率，成為了人們?cè)絹?lái)越關(guān)心的問(wèn)題。 本文主要討論的問(wèn)題是半導(dǎo)體激光器的光纖耦合。

2、在激光加工、固體激光器泵浦以及一些醫(yī)療領(lǐng)域等，需要光纖輸出的激光；其優(yōu)點(diǎn)在于光束質(zhì)量好、可以任意改變光束的出射方向和位置。改善半導(dǎo)體激光器與光纖的耦合效率主要的方法是：通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體激光器外加折射、反射、衍射等光學(xué)系統(tǒng)，外在地改變其出射光束質(zhì)量。通常采用單個(gè)透鏡，透鏡組或者光纖微透鏡的方式來(lái)改善半導(dǎo)體激光器的出射光束質(zhì)量，提高耦合效率和容忍度。 本文主要討論大功率寬發(fā)射域半導(dǎo)體激光器的多模光纖微透鏡耦合。通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)，可以有效提高

3、光纖輸出耦合效率和容忍度。主要通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真拋物面型光纖微透鏡和柱狀楔形光纖微透鏡與大功率寬發(fā)射域半導(dǎo)體激光器的多模光纖耦合效率，并在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行驗(yàn)證，提出了提高大功率寬發(fā)射域半導(dǎo)體激光器與多模光纖耦合效率的新方法。本文正文部分共分為六章。第一章簡(jiǎn)要介紹了半導(dǎo)體激光器的發(fā)展、分類、應(yīng)用以及國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究等。第二章討論并歸納了半導(dǎo)體激光器光束特性，光纖傳輸特性以及影響耦合效率的因素。第三章詳細(xì)討論了利用拋物面型微透鏡多模光纖與大功率寬發(fā)射域

4、半導(dǎo)體激光器的耦合效率；利用計(jì)算機(jī)輔助模擬了耦合過(guò)程，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了耦合系統(tǒng)的可行性。第四章詳細(xì)討論了利用柱狀楔形微透鏡多模光纖與大功率寬發(fā)射域半導(dǎo)體激光器的耦合效率；同樣利用計(jì)算機(jī)輔助模擬了耦合過(guò)程，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了耦合系統(tǒng)的可行性，討論了其在三維方向的容忍度。第五章提出了利用熱擴(kuò)展芯徑光纖(ThermallyExpandedCoreFiber)實(shí)現(xiàn)高亮度激光器的方法，并進(jìn)行了理論仿真。第六章對(duì)完成的工作進(jìn)行了總結(jié)，提出了值得進(jìn)一步