改善大功率半導(dǎo)體激光陣列光束質(zhì)量的研究.pdf

1、半導(dǎo)體激光陣列由于高功率、高效率、體積小、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于通訊、醫(yī)療、泵浦固體激光器及軍事等諸多領(lǐng)域，尤其在材料加工領(lǐng)域，近年來發(fā)展迅猛，具有替代傳統(tǒng)固體激光器的趨勢(shì)，但是，由于輸出光束質(zhì)量差，影響了它的直接應(yīng)用，因此，改善大功率半導(dǎo)體激光器的光束質(zhì)量成為世界各國(guó)關(guān)注的熱點(diǎn)。 本課題在總結(jié)國(guó)內(nèi)外改善光束質(zhì)量方法的基礎(chǔ)上，通過相干耦合來改善半導(dǎo)體激光器的光束質(zhì)量，并提出半導(dǎo)體激光器二維陣列的光纖耦合設(shè)計(jì)，以進(jìn)一步滿足工業(yè)應(yīng)

2、用中的焊接和切割領(lǐng)域。 相干耦合主要通過外腔反饋使單元間的光場(chǎng)相互耦合，為了減小外腔反饋中的自耦合系數(shù)，實(shí)驗(yàn)中采用了平凹柱面鏡作為外腔反射鏡，將腔長(zhǎng)設(shè)為半共焦腔，并進(jìn)行理論分析，通過外腔實(shí)驗(yàn)，陣列的譜線寬度從2.5nm壓窄到了0.5nm，大大改善了半導(dǎo)體激光器陣列的相干特性。同時(shí)，為了獲得波長(zhǎng)穩(wěn)定的半導(dǎo)體激光器，用體全息光柵來改善半導(dǎo)體激光陣列的光譜特性，并對(duì)其進(jìn)行了理論分析，實(shí)驗(yàn)中光譜線寬壓窄到0.22nm，波長(zhǎng)隨溫度的漂移減

3、小到0.01nm/C<'0>。在此基礎(chǔ)上，還創(chuàng)新性的將體全息光柵和平凹鏡構(gòu)成雙外腔，并且在實(shí)驗(yàn)中獲得了雙波長(zhǎng)，譜線寬度達(dá)到0.2nm，隨溫度變化，其波長(zhǎng)間隔始終穩(wěn)定在1.8nm。 為了獲得工業(yè)用的大功率半導(dǎo)體激光器，對(duì)大功率半導(dǎo)體激光器二維陣列的光纖耦合進(jìn)行研究，通過階梯反射鏡增加半導(dǎo)體激光器二維陣列的填充因子，有效的消除了熱沉厚度引起的“暗區(qū)”，改善了面陣的光束質(zhì)量。并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了直接對(duì)半導(dǎo)體激光器二維陣列的光纖耦合方案，