【摘要】：為了提高高功率固體激光器的能量轉(zhuǎn)換效率、重復(fù)頻率和激光系統(tǒng)的壽命,高功率固體激光器通常采用半導(dǎo)體激光器作為泵浦源。高功率固體激光器對半導(dǎo)體激光器的要求主要包括高功率密度、高亮度,對于塊狀介質(zhì)固體激光器而言,還需要泵浦源具有較高的均勻性。此外,為了提高激光系統(tǒng)的輸出功率,增加熱管理能力,部分高功率固體激光器還設(shè)計(jì)了特殊的放大器構(gòu)型,如分割增益介質(zhì)陣列放大器、薄管增益介質(zhì)放大器、波導(dǎo)增益介質(zhì)放大器等等。這些為改善熱管理、放大器儲能等而提出的特殊構(gòu)型,對作為泵浦源的半導(dǎo)體激光器輸出光場提出了特殊的要求。本文主要針對激光放大器對泵浦半導(dǎo)體激光器輸出光場的高亮度、可根據(jù)需要特殊整形和高輸出功率密度的要求,提出了基于微透鏡陣列分割和光纖柔性傳輸整型的技術(shù)方案。論文主要內(nèi)容如下:第一章緒論,介紹了半導(dǎo)體激光器的發(fā)展歷程、半導(dǎo)體激光器耦合到光纖的研究現(xiàn)狀及微透鏡陣列勻化半導(dǎo)體激光器的光束情況。在這些基礎(chǔ)上引出了本文的研究工作。第二章基于微透鏡陣列的半導(dǎo)體激光器的勻化系統(tǒng)。詳細(xì)介紹了半導(dǎo)體光束的特性,并據(jù)此提出了使用微透鏡陣列分割半導(dǎo)體光束耦合到光纖束的原理:分析了成像型微透鏡陣列勻化系統(tǒng)的原理,并從數(shù)理統(tǒng)計(jì)方面確定了微透鏡參數(shù)的設(shè)計(jì)原則。第三章基于微透鏡陣列分割半導(dǎo)體光束耦合到光纖束。使用tracepro對微透鏡陣列分割二維面陣進(jìn)行了仿真,對耦合到500um的光纖中,設(shè)計(jì)了具體的微透鏡陣列的參數(shù),得到了最優(yōu)化的光斑。同時利用現(xiàn)有的條件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了該方案。第四章基于微透鏡陣列勻化半導(dǎo)體面陣泵浦耦合系統(tǒng)。從數(shù)理統(tǒng)計(jì)的角度設(shè)計(jì)成像型微透鏡陣列的參數(shù),并使用tracepro進(jìn)行仿真;設(shè)計(jì)多組具體的成像型微透鏡陣列勻化光束的實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了該數(shù)理統(tǒng)計(jì)模型理論的正確性。第五章總結(jié)與展望。對全文進(jìn)行總結(jié)并對接下來的研究提出建議進(jìn)行總結(jié)并對接下來的研究提出建議。
【圖文】：

方向?yàn)槁S，發(fā)光寬度為５０（＾ｍ￣１００ｐｍ。此種結(jié)構(gòu)的的激光器在快軸方向接近基模輸出，逡逑光束質(zhì)量好但是發(fā)散角大，約為３０°？４０°，慢軸方向?yàn)槎嗄］敵觯l(fā)散角約為６°？１２°，逡逑光束質(zhì)量較差（如圖１．１所示）［１７］。逡逑Ｙ逡逑ｅ逡逑＾邋／邐７２１＾＾＝３０邋￣４０。邋．．．邐＾邋ｘ逡逑Ｖ邋—邐廣－－產(chǎn)—－逡逑Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ（＋）逡逑圖ｌ．ｉ單管半導(dǎo)體激光器光場分布示意圖逡逑相對于多個發(fā)光點(diǎn)排列的巴條或陣列而言，單管半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)相對簡單，光逡逑束質(zhì)量較好，耦合到光纖并不需要復(fù)雜的整形元件。通常是將快慢軸分別用微透鏡準(zhǔn)直逡逑后，直接耦合到光纖中（如圖１．２所示）Ｐ］。為了充分發(fā)揮單管的功率，，消除像散的影逡逑響，獲得更高的亮度，在快軸方向的準(zhǔn)直常用非球面透鏡。逡逑ｊ邋Ｌ＾＆ｅｒｄｌｏｄ＾逡逑／邐／邋Ｅｍｉｓｓｉｏｎ逡逑一}楨義希櫻酰猓恚錚酰睿翦澹掊巍義希錚酰蓿鰨翦義希疲媯澹澹潁恚錚酰睿簀澹義賢跡保駁ス馨氳繼寮す餛黢詈系焦庀隋義嫌捎詰ス芊⑸涿婊邢蓿繁７⑸浼す獾墓饈柿�，发射面积也不能螌擂衷u┐蟆ｅ義賢跡保匙芙崍說ス馨氳繼寮す餛韉姆⒄棺純觶郟玻玻蹦殼俺９嫻ス艿姆⑸涔β釋ǔＴ冢常埃滓藻義舷�。采渝i厥夤剮停ㄈ緱娣⑸淶ス埽涑齬β士紗锏劍保常埃祝�。辶x希沖義

本文編號：2696533