發(fā)布時(shí)間：2020-04-08 02:47

【摘要】：近年來,光電器件與材料相關(guān)領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展,使半導(dǎo)體激光器的性能提升顯著,半導(dǎo)體激光器也得到了越來越廣泛地應(yīng)用。相比于近紅外波段范圍的半導(dǎo)體激光器,可見光波段半導(dǎo)體激光器輸出功率仍處于較低水平,尤其是綠光波段半導(dǎo)體激光器實(shí)現(xiàn)高功率輸出仍是當(dāng)前面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。為了獲得高功率輸出,目前最有效的方法是利用合束技術(shù)并實(shí)現(xiàn)光纖耦合輸出。因此,研究高功率半導(dǎo)體激光器光纖耦合模塊對(duì)于提高綠光半導(dǎo)體激光器的總功率,促進(jìn)半導(dǎo)體激光在更多領(lǐng)域的應(yīng)用意義重大。針對(duì)上述問題,本論文從方案設(shè)計(jì)、理論模擬以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等方面對(duì)綠光半導(dǎo)體激光器光纖耦合模塊的光束準(zhǔn)直、合束和光纖耦合技術(shù)進(jìn)行了深入研究,對(duì)提高其應(yīng)用價(jià)值以及擴(kuò)展其應(yīng)用范圍具有重要的意義。本論文結(jié)合國內(nèi)外單管半導(dǎo)體激光器研究成果以及光纖耦合技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)并研制出一種高功率綠光單管半導(dǎo)體激光器光纖耦合模塊。該光纖耦合模塊利用綠光TO單管作為光源,通過快慢軸準(zhǔn)直、光束分割重排、偏振合束、空間合束和光纖耦合技術(shù),最終實(shí)現(xiàn)光纖耦合輸出。首先,本論文詳細(xì)介紹了綠光單管半導(dǎo)體激光器光纖耦合模塊的光學(xué)設(shè)計(jì)方案,通過Zemax光學(xué)設(shè)計(jì)軟件依次完成了TO單管光源、準(zhǔn)直、合束以及耦合光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)仿真,并實(shí)現(xiàn)了綠光半導(dǎo)體激光器光纖耦合輸出的理論模擬,從而證實(shí)了實(shí)驗(yàn)的可行性�；谇捌趯�(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案,完成了光纖耦合模塊的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過器件選型、裝調(diào)、測(cè)試等流程,將40個(gè)輸出功率1 W、中心波長520 nm的綠光TO單管耦合到光纖直徑200μm且數(shù)值孔徑為0.22的光纖中。在1.5 A的電流激勵(lì)下獲得了連續(xù)輸出功率27.58 W,對(duì)應(yīng)的光纖耦合效率為94%,整體耦合效率為69%。最后,本論文對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行了分析,該分析結(jié)果對(duì)于后續(xù)光纖耦合實(shí)驗(yàn)具有一定的指導(dǎo)作用。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN248.4;TN253

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張鵬;;半導(dǎo)體激光器的物理特性分析及研究[J];激光雜志;2018年12期

2 孫勝明;范杰;徐莉;鄒永剛;楊晶晶;龔春陽;;錐形半導(dǎo)體激光器研究進(jìn)展[J];中國光學(xué);2019年01期

3 劉林;;半導(dǎo)體激光器的虛擬實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)[J];西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2019年02期

4 劉義鶴;江洪;;半導(dǎo)體激光器器件和材料研究進(jìn)展[J];新材料產(chǎn)業(yè);2019年04期

5 鄧麗;張濤;許博;李亭亭;;沖擊電流驅(qū)動(dòng)下半導(dǎo)體激光器的快速響應(yīng)研究[J];激光與紅外;2018年02期

6 ;藍(lán)綠光半導(dǎo)體激光器將國產(chǎn)化[J];半導(dǎo)體信息;2018年01期

7 李鵬;張珩;;基于嵌入式技術(shù)的半導(dǎo)體激光器電路設(shè)計(jì)[J];激光雜志;2018年06期

8 孫淼;申利梅;張騰;陳煥新;;熱電冷卻半導(dǎo)體激光器的溫控策略研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2018年07期

9 羅春霞;陳海英;;半導(dǎo)體激光器的實(shí)驗(yàn)特性分析及識(shí)別[J];激光雜志;2018年10期

10 魏玉花;;具有反射波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器[J];激光雜志;2016年11期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 袁麗萌;賈鋒;;新型1470nm半導(dǎo)體激光器在微創(chuàng)手術(shù)中的應(yīng)用[A];長三角地區(qū)科技論壇激光分論壇暨上海市激光學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

2 車相輝;陳宏泰;林琳;王晶;張世祖;徐會(huì)武;劉會(huì)民;王曉燕;楊紅偉;安振峰;;808nm半導(dǎo)體激光器材料參數(shù)的數(shù)值模擬研究[A];第十一屆全國MOCVD學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

3 徐強(qiáng);;半導(dǎo)體激光器的矢量光場(chǎng)分析[A];中國光學(xué)學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)大會(huì)摘要集[C];2011年

4 董翔宇;鄭剛;李孟超;;半導(dǎo)體激光器調(diào)頻特性的分光檢測(cè)及應(yīng)用研究[A];第十一屆全國光學(xué)測(cè)試學(xué)術(shù)討論會(huì)論文（摘要集）[C];2006年

5 王少卿;王向朝;黃炳杰;;反饋光注入半導(dǎo)體激光器的復(fù)合腔模穩(wěn)定性與分岔研究[A];第十二屆全國光學(xué)測(cè)試學(xué)術(shù)討論會(huì)論文（摘要集）[C];2008年

6 張興德;;半導(dǎo)體激光器的進(jìn)展及其在軍事上的應(yīng)用[A];西部大開發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國科協(xié)2000年學(xué)術(shù)年會(huì)文集[C];2000年

7 劉賢炳;梁元濤;李蔚;楊名;丁勇;楊寧;徐國偉;龍熙平;楊鑄;;直接調(diào)制半導(dǎo)體激光器的非線性動(dòng)力學(xué)特性研究[A];全國第十次光纖通信暨第十一屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議（OFCIO’2001）論文集[C];2001年

8 陳良惠;;我國半導(dǎo)體激光器的新進(jìn)展(報(bào)告內(nèi)容摘要)[A];光電技術(shù)與系統(tǒng)文選——中國光學(xué)學(xué)會(huì)光電技術(shù)專業(yè)委員會(huì)成立二十周年暨第十一屆全國光電技術(shù)與系統(tǒng)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

9 石智偉;朱勇;成懿闐;陳玉穩(wěn);林桔樺;;一種用于半導(dǎo)體激光器溫控系統(tǒng)的溫度檢測(cè)[A];2004全國光學(xué)與光電子學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)、2005全國光學(xué)與光電子學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)、廣西光學(xué)學(xué)會(huì)成立20周年年會(huì)論文集[C];2005年

10 陳云良;王海龍;;半導(dǎo)體激光器的廣泛應(yīng)用[A];上海市激光學(xué)會(huì)2005年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 杜勝蘭;哈佛完成半導(dǎo)體激光器收發(fā)無線信號(hào)首次實(shí)驗(yàn)[N];人民郵電;2019年

2 記者 孫世超;韓國奎科半導(dǎo)體激光器項(xiàng)目簽約入駐高新區(qū)[N];威海日?qǐng)?bào);2019年

3 記者 劉園園;藍(lán)綠光半導(dǎo)體激光器將國產(chǎn)化[N];科技日?qǐng)?bào);2018年

4 本報(bào)記者 李們達(dá);堅(jiān)持夢(mèng)想永不言棄[N];經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào);2017年

5 記者 王海榮;深創(chuàng)谷引來一群“學(xué)霸創(chuàng)客”[N];深圳商報(bào);2017年

6 中國工程院院士 趙梓森;從高錕獲獎(jiǎng)看光纖通信的發(fā)展[N];人民郵電;2009年

7 ;半導(dǎo)體激光器應(yīng)用市場(chǎng)廣闊[N];中國電子報(bào);2000年

8 張璐 本報(bào)記者 鄧淑華;炬光科技:踐行高功率半導(dǎo)體激光器產(chǎn)業(yè)化[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2019年

9 本報(bào)記者 羅旭;劉興勝：在黃土地上實(shí)現(xiàn)科技報(bào)國夢(mèng)[N];光明日?qǐng)?bào);2019年

10 王晶;朗訊貝爾實(shí)驗(yàn)室推出新款半導(dǎo)體激光器[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2002年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 薛琛鵬;基于混沌半導(dǎo)體激光器的保密通信技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2019年

2 侯玉雙;基于半導(dǎo)體激光器非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的儲(chǔ)備池計(jì)算[D];西南大學(xué);2019年

3 宋悅;AlGaInAs近紅外半導(dǎo)體激光器外延結(jié)構(gòu)的退化機(jī)理研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2018年

4 樊利;基于外部擾動(dòng)下半導(dǎo)體激光器的非線性動(dòng)力學(xué)獲取微波及微波頻率梳研究[D];西南大學(xué);2018年

5 田景玉;高功率半導(dǎo)體激光器外腔合束技術(shù)及白激光研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2019年

6 李鯤;半導(dǎo)體激光器自混頻干涉測(cè)距技術(shù)研究[D];北京理工大學(xué);2017年

7 郭仁甲;基于重構(gòu)等效啁啾技術(shù)的新型可調(diào)諧分布反饋半導(dǎo)體激光器及陣列研究[D];南京大學(xué);2017年

8 穆鵬華;半導(dǎo)體激光器混沌注入系統(tǒng)時(shí)延及帶寬特性研究[D];西南交通大學(xué);2018年

9 高峰;周期性電注入增益耦合分布反饋半導(dǎo)體激光器的研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2018年

10 盧澤豐;基于側(cè)向微結(jié)構(gòu)的中紅外半導(dǎo)體激光器性能調(diào)控研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2018年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 孟杰;半導(dǎo)體激光器溫度控制系統(tǒng)電源技術(shù)的研究[D];安徽工業(yè)大學(xué);2018年

2 黃小帥;基于FPGA的半導(dǎo)體激光器光電鎖相非線性校正[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

3 李華康;基于半導(dǎo)體激光器陣列的相干光譜測(cè)量研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

4 王浩寧;基于互耦合半導(dǎo)體激光器網(wǎng)絡(luò)的混沌同步特性研究及其應(yīng)用[D];西安電子科技大學(xué);2019年

5 陳f展;半導(dǎo)體激光器穩(wěn)頻及其在光學(xué)拉姆齊條紋探究的應(yīng)用研究[D];國防科技大學(xué);2017年

6 周闖;綠光半導(dǎo)體激光器單管合束及光纖耦合技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2019年

7 張巖;小型信息型半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D];云南大學(xué);2018年

8 王世飛;基于TEC控溫的半導(dǎo)體激光器熱穩(wěn)定性仿真及其熱特性表征[D];中國計(jì)量大學(xué);2018年

9 盧珊珊;具有反饋的多個(gè)半導(dǎo)體激光器信息傳輸?shù)难芯縖D];杭州電子科技大學(xué);2019年

10 薛利;用于偏振型光纖傳感器的高穩(wěn)定性半導(dǎo)體激光器與雙差分光接收機(jī)的研究[D];北京交通大學(xué);2019年

，

本文編號(hào)：2618776