减小面阵半导体激光器光参数积的方法研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 占盛龙 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2007-06-01 |
| 授予单位 | 中国科学院光电技术研究所 |
| 授予地点 | 光电技术研究所 |
| 导师 | 周崇喜 |
| 关键词 | 面阵半导体激光器 高填充比 高亮度 光束准直 平行平板阵列 光参数积 |
| 学位专业 | 光学 |
| 中文摘要 | 半导体激光器(Laser Diode, LD)的众多应用领域，如材料加工、DPL(Diode Pumped Laser)和光纤激光器泵浦都要求很高的亮度。提高功率，减小光束大小及立体角可提高亮度。为了使输出功率达到百瓦以上，采用高填充比（多发光区）的面阵LD，经过快慢轴准直透镜后，光束在两个方向发散角大大减小，然而其构成方法使得其在快轴方向的一个周期内依然存在发光死区。本文在比较几种现有消除发光死区方法的基础上，提出了一种基于折射原理的方法，并从高填充比面阵LD慢轴准直、消除死区的设计、仿真和实验等方面开展了深入的研究工作，使现有面阵LD的光参数积（光束质量）达到极限，在提高亮度的同时十分有利于后续工作，如整形、聚焦及光纤耦合。 在研究了高功率面阵LD的结构和输出特性的基础上，根据半导体激光器光束准直理论，对于构成面阵LD的高填充比LD bar，设计了快慢轴方向准直透镜，通过优化，得到了准直效果较好的光束，采用光学设计软件进行模拟，结果表明快慢轴方向发散角从40°×10°减小为0.2°×5°，准直效率为99%。对于面阵LD快轴方向存在的发光死区，提出采用平行平板阵列的方法来消除，介绍了其基本原理，然后给出了平行平板的设计方法。针对四条LD bar构成的面阵LD，设计了平行平板阵列，采用光学设计软件模拟了光束通过平行平板阵列前后的变化情况。模拟结果表明，平行平板阵列消除了面阵LD快轴方向的发光死区，光斑总尺寸从6.5mm×10mm压缩为3.5mm×10mm，光参数积从5.7mm mrad减小为3.1 mm mrad，其效率为98%，总效率为97%。搭建了平行平板阵列消除发光死区的实验平台，实验结果表明光束总尺寸从6.1mm×10mm压缩为3.5mm×10mm，其效率在86%～87%之间。实验结果有力证明了模拟结果。最后分析了器件的反射、制作误差及光学系统装调误差对系统的影响。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-11-19 |
| 页码 | 77 |
| 源URL | [http://ir.ioe.ac.cn/handle/181551/239]  |
| 专题 | 光电技术研究所_光电技术研究所博硕士论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 占盛龙. 减小面阵半导体激光器光参数积的方法研究[D]. 光电技术研究所. 中国科学院光电技术研究所. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：光电技术研究所
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