本文關(guān)鍵詞：大功率半導(dǎo)體激光器耦合特性的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：半導(dǎo)體激光器價(jià)格便宜且其電光轉(zhuǎn)換效率高,被廣泛應(yīng)用在民用經(jīng)濟(jì)和國防科技發(fā)展中,大功率半導(dǎo)體激光器與光纖耦合已在固體激光泵浦、激光加工、醫(yī)療手術(shù)、軍事裝備等領(lǐng)域中大量使用。但由于大功率半導(dǎo)體激光器的光束質(zhì)量較差,使得在與光纖耦合時(shí)會(huì)有大量耦合損耗產(chǎn)生,制約了大功率半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用。柱狀楔形透鏡光纖在眾多與半導(dǎo)體激光器耦合的方式中表現(xiàn)突出,憑借其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對半導(dǎo)體激光光束進(jìn)行整形,提高耦合效率。本文主要討論大功率半導(dǎo)體激光器與柱狀楔形透鏡光纖的耦合時(shí),柱狀楔形透鏡光纖對整個(gè)耦合系統(tǒng)的影響。將傍軸近似下的光學(xué)矩陣?yán)碚撘敕治鲋鶢钚ㄐ瓮哥R光纖耦合系統(tǒng),基于高斯光束的ABCD矩陣?yán)碚撨\(yùn)用MATLAB軟件建立了大功率半導(dǎo)體激光器與柱狀楔形透鏡光纖耦合仿真模型,并在此基礎(chǔ)上運(yùn)用MATLAB中Guide技術(shù)設(shè)計(jì)了一款仿真軟件,可用于大功率半導(dǎo)體激光器與柱狀楔形透鏡光纖耦合的仿真和設(shè)計(jì)。在對半導(dǎo)體激光器慢軸方向計(jì)算時(shí)加入了“虛光腰”的計(jì)算,使其更接近現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)。在仿真方面還利用機(jī)械設(shè)計(jì)軟件Solidworks設(shè)計(jì)了柱狀楔形透鏡光纖機(jī)械結(jié)構(gòu)并放入光學(xué)設(shè)計(jì)軟件ZEMAX中對其進(jìn)行仿真。本文中設(shè)計(jì)的仿真軟件由一個(gè)主界面和三個(gè)功能界面組成。在耦合分析界面中,通過輸入大功率半導(dǎo)體激光器與柱狀楔形透鏡光纖的參數(shù),可得到耦合效率的變化曲線。位移誤差分析界面可以得到具體偏移位置的耦合效率變化與位移偏移誤差對耦合效率的影響。角度誤差分析界面可得到角度偏移誤差對耦合效率的影響。對仿真軟件測試,通過與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,驗(yàn)證了基于ABCD矩陣?yán)碚撻_發(fā)的柱狀楔形透鏡光纖耦合系統(tǒng)仿真軟件是合理可行的。本文通過仿真軟件對柱狀楔形透鏡光纖結(jié)構(gòu)參數(shù)對耦合系統(tǒng)耦合效率的影響進(jìn)行分析,可以指導(dǎo)柱狀楔形透鏡光纖加工制作。
【關(guān)鍵詞】：大功率半導(dǎo)體激光器 柱狀楔形透鏡光纖 仿真器 ZEMAX仿真
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN248.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 引言9
• 1.2 半導(dǎo)體激光器和光纖耦合的發(fā)展9-11
• 1.3 大功率半導(dǎo)體激光器與光纖耦合的研究11-15
• 1.4 大功率半導(dǎo)體激光器與光纖耦合的應(yīng)用15-16
• 1.5 本文的主要內(nèi)容16-17
• 第2章 半導(dǎo)體激光器與透鏡光纖的耦合原理17-27
• 2.1 大功率半導(dǎo)體激光器工作原理及光束特性17-20
• 2.1.1 大功率半導(dǎo)體激光器工作原理17
• 2.1.2 大功率半導(dǎo)體激光器的光束特性17-20
• 2.2 光纖分析20-23
• 2.2.1 光纖簡介20-22
• 2.2.2 光纖模場分析22-23
• 2.2.3 光纖耦合時(shí)的損耗23
• 2.3 透鏡光纖的類型與模場分析23-27
• 2.3.1 球形透鏡光纖23-24
• 2.3.2 錐形透鏡光纖24-25
• 2.3.3 柱狀楔形透鏡光纖25-27
• 第3章 柱狀楔形透鏡光纖耦合27-39
• 3.1 柱狀楔形透鏡光纖結(jié)構(gòu)27-31
• 3.1.1 柱狀楔形透鏡光纖結(jié)構(gòu)組成27-28
• 3.1.2 柱狀微透鏡半徑28-30
• 3.1.3 楔形角角度30
• 3.1.4 最佳耦合距離30-31
• 3.2 高斯光束的ABCD矩陣轉(zhuǎn)換31-34
• 3.2.1 高斯光束31-32
• 3.2.2 矩陣光學(xué)中的ABCD定律32-34
• 3.3 柱狀楔形透鏡光纖耦合系統(tǒng)分析34-39
• 3.3.1 柱狀楔形透鏡光纖耦合系統(tǒng)模場34-36
• 3.3.2 位移與角度偏差分析36-39
• 第4章 柱狀楔形透鏡光纖耦合模型仿真設(shè)計(jì)39-55
• 4.1 開發(fā)平臺及工具介紹39-42
• 4.1.1 MATLAB簡介39-40
• 4.1.2 GUIDE設(shè)計(jì)40-42
• 4.2 柱狀楔形透鏡光纖仿真器設(shè)計(jì)42-51
• 4.2.1 仿真器主界面43
• 4.2.2 仿真器耦合分析界面43-45
• 4.2.3 位移誤差分析45-49
• 4.2.4 角度誤差分析49-51
• 4.3 ZEMAX仿真51-55
• 第5章 耦合軟件仿真測試運(yùn)行與數(shù)據(jù)分析55-64
• 5.1 柱狀楔形透鏡光纖耦合仿真軟件測試55-60
• 5.2 仿真數(shù)據(jù)分析60-64
• 第6章 結(jié)論與展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 致謝70-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況71

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：大功率半導(dǎo)體激光器耦合特性的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：254421