半導體激光器的微透鏡光纖耦合技術研究.pdf

1、隨著光電子器件的迅速發(fā)展、半導體激光器性能的不斷提高，半導體激光器(SemiconductorLaser)的用途也越來越廣：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)療領域等等。半導體激光器的光束質量成為了制約半導體激光器應用的主要瓶頸。而半導體激光器與光纖的耦合，對半導體激光器的光束質量改善，有重要的意義。如何提高半導體激光器的耦合效率，成為了人們越來越關心的問題。 本文主要討論的問題是半導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)療領域等，需要光纖輸出的激光；其優(yōu)點在于光束質量好、可以任意改變光束的出射方向和位置。改善半導體激光器與光纖的耦合效率主要的方法是：通過對半導體激光器外加折射、反射、衍射等光學系統(tǒng)，外在地改變其出射光束質量。通常采用單個透鏡，透鏡組或者光纖微透鏡的方式來改善半導體激光器的出射光束質量，提高耦合效率和容忍度。 本文主要討論大功率寬發(fā)射域半導體激光器的多模光纖微透鏡耦合。通過這項技術，可以有效提高

3、光纖輸出耦合效率和容忍度。主要通過計算機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)射域半導體激光器的多模光纖耦合效率，并在實驗中進行驗證，提出了提高大功率寬發(fā)射域半導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。第一章簡要介紹了半導體激光器的發(fā)展、分類、應用以及國內外相關研究等。第二章討論并歸納了半導體激光器光束特性，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、半導體激光器的耦合效率；利用計算機輔助模擬了耦合過程，并通過實驗驗證了耦合系統(tǒng)的可行性。第四章詳細討論了利用柱狀楔形微透鏡多模光纖與大功率寬發(fā)射域半導體激光器的耦合效率；同樣利用計算機輔助模擬了耦合過程，并通過實驗驗證了耦合系統(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展芯徑光纖(ThermallyExpandedCoreFiber)實現(xiàn)高亮度激光器的方法，并進行了理論仿真。第六章對完成的工作進行了總結，提出了值得進一步