半導(dǎo)體激光器作為空間通信中的新型光源,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、壽命長(zhǎng),價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。但由于其自身結(jié)構(gòu)的問題,半導(dǎo)體激光器的有源寬度遠(yuǎn)大于厚度,以致于在平行于結(jié)平面和垂直于結(jié)平面上的發(fā)散角極不對(duì)稱,遠(yuǎn)場(chǎng)呈現(xiàn)狹長(zhǎng)的橢圓光斑,并且還帶有初始象散,光束質(zhì)量差,嚴(yán)重影響了半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用。這樣半導(dǎo)體激光器的輸出光束必須要經(jīng)過光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)的準(zhǔn)直整形之后才能得到實(shí)際的應(yīng)用,而這種激光束的準(zhǔn)直整形包括對(duì)半導(dǎo)體激光束進(jìn)行準(zhǔn)直,圓化以及固有像散的校正等。近年來,國(guó)內(nèi)外的許多學(xué)者或科學(xué)家都致力于激光束準(zhǔn)直整形技術(shù)的研究,希望可以有效地提高激光束的質(zhì)量以及能量利用率。自由曲面透鏡透鏡在準(zhǔn)直整形系統(tǒng)中的出現(xiàn)則使得實(shí)現(xiàn)接近完美的準(zhǔn)直效果變?yōu)榭赡?所以在本論文中提出了一種基于自由曲面透鏡以及楔形透鏡所設(shè)計(jì)的準(zhǔn)直整形系統(tǒng)。該系統(tǒng)的由一個(gè)自由曲面透鏡和一個(gè)楔形柱透鏡組合而成。其中,自由曲面透鏡的前表面被設(shè)計(jì)為一個(gè)平面,從而可以貼合在半導(dǎo)體激光器的表面,而后表面為自由曲面。該自由曲面透鏡實(shí)現(xiàn)激光束的準(zhǔn)直和初始像散的矯正。楔形柱透鏡的前表面與自由曲面重合,后表面設(shè)計(jì)為一個(gè)子午面具有一定傾斜角的楔形面,所以該楔形柱透鏡可以用... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

半導(dǎo)體激光器的基本結(jié)構(gòu)

自由空間光通信的光源。在空間光通信中，為了能有效的提高光能量的傳播效及提高天線的工作效率，對(duì)半導(dǎo)體激光束的發(fā)光特性及高斯光束的傳播規(guī)律的究顯得很有必要。本章首先對(duì)半導(dǎo)體激光器的光場(chǎng)特性和發(fā)散特性作了介紹，后對(duì)激光束的研究方法即波動(dòng)光學(xué)衍射理論和費(fèi)馬原理作了介紹。對(duì)已有的準(zhǔn)整形技術(shù)作了詳細(xì)的介紹，分析了其利弊，最后對(duì)空間光與光纖耦合的耦合效的基本原理和計(jì)算公式作了介紹。2.1 半導(dǎo)體激光器的特性半導(dǎo)體激光器被認(rèn)為是可見光范圍內(nèi)、遠(yuǎn)距離空間激光通信的最有利、最用的光源[6,7]。然而由于半導(dǎo)體激光器特殊的結(jié)構(gòu)[8,17]：其出射面的寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于度，使得在平行于 P-N 結(jié)與垂直于 P-N 結(jié)平面方向上，半導(dǎo)體激光器具有不同發(fā)散角、束腰半徑以及發(fā)光源點(diǎn)。如圖 2-1 所示，其出射的激光束表現(xiàn)為一束具初始像散、快軸方向和慢軸方向發(fā)散角不同，且在遠(yuǎn)場(chǎng)分布為一個(gè)橢圓形光斑激光束。其中平行于 P-N 結(jié)平面方向上的發(fā)散角和垂直于 P-N 結(jié)平面方向的發(fā)角的比值從 0.2:1 到 0.6:1 不等。

圖 2-2 高斯光束參數(shù)光器在垂直于光軸的平面上的光強(qiáng)分布近似為高斯分方得到 22,,exp2xyxyIxyzAz 中， A z是與x 和y都無關(guān)，只與z 有關(guān)的系數(shù)，x 和和平行于 P-N 結(jié)平面方向上的光束的束腰半徑。體激光束的發(fā)散特性光器的有源區(qū)相當(dāng)于一個(gè)矩形的平面介質(zhì)波導(dǎo)，其寬樣的激光束在傳播時(shí)容易發(fā)散，通常情況下有源區(qū)的得在垂直于 P-N 結(jié)的方向上衍射效果比平行于 P-N 結(jié)現(xiàn)為垂直于 P-N 結(jié)平面方向上的激光發(fā)散角大于平行

【參考文獻(xiàn)】：
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