基于平行玻璃板的半导体激光器阵列光束整形.pdf

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基于平行玻璃板的半导体激光器阵列光束整形李明伟,于晓晨,邵晓阳,胡家升引言摘要:为得到质量均衡的大功率激光束,分别以条形和面阵半导体激光器为模型,基于平行玻璃板对光束的偏移作用,对准直后激光束进行分割和重排,并在砑薪辛朔抡妗L形半导体激光器初始发散角为。和。,整形‘前已准直光束快慢轴方向的光参数积分别为·,光束质量相差较大,整形后快慢轴方向光参数积分别·,实现了快慢轴方向光束质量均衡。利用平行玻璃板消除面阵半导体激光器中存在的“发光死区”,整形后快慢轴方向光参数积分别为·,整形系统耦合效率为.%。关键词:激光器;光束整形;平行玻璃板;光参数积由于大功率半导体激光器具有体积小、质量轻、寿命长、价格低廉、耦合效率高等特点,被广泛应用于材料加工、生物医学、军事国防以及作为固体激光器的泵浦源等NA嘶竦么蠊β剩ǔ将许多半导体激光器组合成半导体激光器阵列使用,每个阵列由若干个发光单元在慢轴方向按照一定的间隔排列组成,阵列在慢轴方向的长度通常为。半导体激光器发出的光束为带有本征像散的椭圆光束,这种光束在快慢轴方向上存在着很大的不对称性菏紫龋炻岱较蚬馐束腰不在同一位置上;其次,快慢轴方向光束的发文章编号:———··和—琘猻.%.基金项目:国家自然科学基金资助项目;辽宁省教育厅重点实验室项目第卷第年应用光学罅砉ご笱У缱有畔⒂氲缙こ萄Р浚赡罅中图分类号:;文献标志码:疛.—,—,,,.甌。#瓸瑃·.,瓵,,甋,,,。簂籦籶籦收稿日期:——;修回日期:——作者简介:李明伟,男,辽宁沈阳人,教授,主要从事光电技术应用工作。,,:.
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整形原理底边长为9馐厮椒较蛞钥谌肷洌氩A光尺寸相差很大,快轴方向光束的发光尺寸一般为雖左右,慢轴方向的发光尺寸一般大于弘蛔詈螅炻岱较蚬馐姆⑸⒔窍嗖詈艽螅轴方向的发散角一般为。,慢轴的发散角一般不超过。。为了更好地应用半导体激光器,必须解决其光束的不对称性,根据使用要求,对半导体激光器发出的光束进行整形。在研究了大量行玻璃板实现条形及面阵半导体激光器整形的新方法。半导体激光器发出的光束本征具有不对称性,为了便于描述,将平行于结方向绰岱向栉猉轴方向,将垂直于结方向纯熘方向栉獃轴方向,将光束传输方向设为岱向。单个半导体发光单元的光束特性如图尽半导体激光器发出的光束经过准直后,快慢轴方向的光束质量仍然有很大的差距,这就需要对光束进行整形。进行光束整形的目的就是均衡快慢轴方向的光束质量,一般将准直光束在慢轴方向进行分割,而后在快轴方向上重排,使得快轴方向光束质量下降,同时慢轴方向光束质量提高,最终达到均衡,如图尽为了更好地评价光束质量,引入光参数积珺拍睢9獠问是指光束束腰半径与远场发散角口的一半的乘积‘,即光参数积是目前应用最为广泛的评价光束质量的方法之一。对于半导体激光,其快慢轴方向光束束腰半径及远场发散角不相等,其快慢轴的光参数积相差很大:快轴方向光束质量相对较好,几乎可以达到衍射极限;慢轴方向的光参数积则较大,一般为快轴方向的几十倍甚至上千倍以上。对于半导体激光器阵列,目前面反射镜整形⒗镜组整形’、阶梯反射镜整形⒆跃劢雇妇嫡形⒐庀俗;黄鱗、闪耀光栅阵列等。但是,这些方法大都结构复杂,装调困难,且不易于加工。所以,本文采用简单的平行