發(fā)布時(shí)間：2021-11-05 17:42

　　由于半導(dǎo)體激光器與其他激光器相比具有體積小,壽命長(zhǎng),電-光轉(zhuǎn)化效率高,可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)在近年來(lái)得到廣泛應(yīng)用。但是由于半導(dǎo)體激光器自身有源層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),其輸出光束在二維方向上對(duì)稱(chēng)性很差,快慢軸方向上的發(fā)散角和發(fā)光寬度都有較大差異,從而導(dǎo)致快慢軸光束質(zhì)量差別較大,對(duì)直接應(yīng)用半導(dǎo)體激光器造成了限制。因此研制高效的光束整形系統(tǒng)勻化光束質(zhì)量進(jìn)行光纖耦合,從光纖中輸出的高亮度,高光束質(zhì)量的激光具有極大意義,并且光纖耦合模塊已逐步應(yīng)用于工業(yè)加工,激光泵浦,生物醫(yī)學(xué),光纖通信等各個(gè)方面。本論文研究的是針對(duì)mini巴條在快軸方向疊加起來(lái)的疊陣做為光源,對(duì)光纖耦合輸出半導(dǎo)體激光器的已報(bào)導(dǎo)的研究方法進(jìn)行調(diào)研分析,設(shè)計(jì)緊湊的光束整形系統(tǒng),利用偏振合束和波長(zhǎng)合束技術(shù)提高光纖耦合設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功率,獲得大功率激光輸出,本論文的主要研究?jī)?nèi)容可劃分為以下幾個(gè)方面。（1）本論文從半導(dǎo)體激光器的光束準(zhǔn)直到光束整形與合束技術(shù)等方面進(jìn)行了論述,介紹了準(zhǔn)直、整形與合束的方式方法。（2）本文光纖耦合系統(tǒng)的光源采用由mini巴條組成的半導(dǎo)體激光疊陣,利用壓縮、旋轉(zhuǎn)重排的方法,設(shè)計(jì)中空梯形棱鏡和平行四邊形平板壓縮光束棱鏡去壓窄光寬提高光束... 

【文章來(lái)源】：長(zhǎng)春理工大學(xué)吉林省

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

單管結(jié)構(gòu)及其封裝形式

單管激光器輸出的功率都比較小，一般為幾瓦左右。a) b) c)圖 1.1 單管結(jié)構(gòu)及其封裝形式a)單管結(jié)構(gòu) b）C-mount 封裝 c）F-mount 封裝一維線(xiàn)陣，其發(fā)展的基礎(chǔ)為單元列陣，這種半導(dǎo)體激光器通常被稱(chēng)為巴條，巴條是將多個(gè)發(fā)光單元周期性地一起生長(zhǎng)在襯底上的激光器。目前，常規(guī)的巴條包含 19個(gè)發(fā)光單元，各發(fā)光單元互不相干，發(fā)光單元周期一般為 500μm，總長(zhǎng)為 1cm，也被稱(chēng)為 cm-bar。與單管相比，巴條能提供更高的輸出功率，功率可達(dá)幾十瓦，其冷卻方式一般也為傳導(dǎo)冷卻。

a) b) c)圖 1.3 二維陣列結(jié)構(gòu)及其封裝形式a）疊陣結(jié)構(gòu) b）垂直疊陣 c）水平結(jié)構(gòu)1.1.3 半導(dǎo)體激光器的優(yōu)缺點(diǎn)半導(dǎo)體激光器與其他種類(lèi)激光器相比有著不可比擬的優(yōu)勢(shì)[4-5]:電-光轉(zhuǎn)化效率高：半導(dǎo)體激光器屬于直接電-光轉(zhuǎn)化器件，轉(zhuǎn)化效率在自發(fā)輻射和非輻射復(fù)合等條件下會(huì)受到一定影響，但是仍然比較高，普遍能達(dá)到 50%至 70%。壽命長(zhǎng)：半導(dǎo)體激光器工作性能穩(wěn)定，在其不間斷使用條件下可以工作幾萬(wàn)小時(shí)。具有大范圍波長(zhǎng)的輸出：通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體激光器有源區(qū)組分進(jìn)行調(diào)整，可輸出從可見(jiàn)光到遠(yuǎn)紅外光的波段。能夠?qū)崿F(xiàn)直接電調(diào)制：半導(dǎo)體激光器是一種用電泵浦就能產(chǎn)生激光的一種激光器，通過(guò)調(diào)制注入的電流從而實(shí)現(xiàn)對(duì)激光參數(shù)的調(diào)制，不用其他激光器泵浦半導(dǎo)體激光器而產(chǎn)生激光。集成度高、體積小、成本低等重多優(yōu)勢(shì)，半導(dǎo)體激光器具有很小的芯片，即使高

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高亮度半導(dǎo)體激光器的研制[J]. 王英順,任永學(xué),安振峰.  紅外與激光工程. 2016(S2)
[2]基于mini-bar的千瓦級(jí)光纖耦合模塊[J]. 杜洋,高欣,許留洋,王勝楠,喬忠良,張晶,薄報(bào)學(xué).  發(fā)光學(xué)報(bào). 2014(11)
[3]三波長(zhǎng)合束高亮度半導(dǎo)體激光光源[J]. 張俊,彭航宇,劉云,秦莉,單肖楠,王立軍.  中國(guó)激光. 2013(04)
[4]百瓦級(jí)高亮度光纖耦合半導(dǎo)體激光模塊的研制[J]. 郝明明,朱洪波,秦莉,寧永強(qiáng),劉云,張志軍,王立軍.  發(fā)光學(xué)報(bào). 2012(06)
[5]激光加工用半導(dǎo)體激光器的光束變換[J]. 劉友強(qiáng),曹銀花,潘飛,高靜,秦文斌,劉世光,王智勇.  光學(xué)精密工程. 2012(03)
[6]多線(xiàn)陣半導(dǎo)體激光器的單光纖耦合輸出[J]. 高欣,薄報(bào)學(xué),喬忠良,蘆鵬,王玉霞,李輝,曲軼.  光子學(xué)報(bào). 2010(07)
[7]In-phase output beam from broad-area diode array using Talbot cavity[J]. 趙鵬飛,李強(qiáng),郭渭榮,劉波,左鐵釧.  Chinese Optics Letters. 2007(05)
[8]半導(dǎo)體激光器在醫(yī)療上的應(yīng)用及其前景展望[J]. 蘇華,李守春,王立軍.  應(yīng)用激光. 2006(02)
[9]二極管激光陣列在Talbot外腔中同相模的選擇[J]. 王克俊,李強(qiáng),郭渭榮,趙鵬飛,左鐵釧.  強(qiáng)激光與粒子束. 2006(02)
[10]激光二極管的自聚焦透鏡耦合理論與設(shè)計(jì)[J]. 張彪,陳檬,李港.  激光與紅外. 2005(09)

博士論文
[1]大功率半導(dǎo)體激光器單管合束及光纖耦合的研究[D]. 朱洪波.中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所） 2012
[2]大功率半導(dǎo)體激光光束整形及合束研究[D]. 彭航宇.中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所） 2011
[3]大功率半導(dǎo)體激光器列陣的熱特性研究[D]. 王燁.中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所） 2010
[4]半導(dǎo)體激光器光束傳輸特性研究[D]. 徐強(qiáng).西安電子科技大學(xué) 2007

碩士論文
[1]kW級(jí)光纖耦合輸出半導(dǎo)體激光器研究[D]. 武玉龍.長(zhǎng)春理工大學(xué) 2017
[2]單管半導(dǎo)體激光器光纖耦合技術(shù)研究[D]. 虞天成.蘇州大學(xué) 2015
[3]基于多巴條半導(dǎo)體激光器的光束整形和光纖耦合技術(shù)研究[D]. 黃志華.中國(guó)科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所） 2014



本文編號(hào)：3478234