大功率半導體激光器高效耦合技術研究.pdf

1、大功率半導體激光器與光纖耦合，應用于越來越多的領域，比如光纖通信系統(tǒng)中的光源和光纖放大器的泵浦源；醫(yī)療方面的激光手術；材料加工方面的焊接和熱處理等等。大功率LD與透鏡光纖距離z、位移誤差以及角度誤差是影響耦合效率的重要因素，本文針對這三種因素，設計了一個軟件，用于仿真和設計大功率LD與透鏡光纖耦合系統(tǒng)。
　　 仿真軟件能夠仿真大功率半導體激光器與三種透鏡光纖--錐形透鏡光纖、球形透鏡光纖、柱狀楔形透鏡光纖耦合。仿真軟件大大減小了

2、因直接加工引起的材料損耗。
　　 分別對三種耦合系統(tǒng)進行建模，分析它們的模場分布、匹配等問題，得出耦合效率與大功率LD和透鏡光纖距離z，其次在最優(yōu)z的條件下，分析x，y方向上的位移誤差、角度誤差對耦合效率的影響。
　　 仿真軟件是由VB和MATLAB混合編程而成。VB在用戶界面設計和快速開發(fā)等方面具有獨特的優(yōu)勢，但在處理復雜數(shù)據(jù)信息方面不具有優(yōu)勢；MATLAB是集數(shù)值計算、符號計算和圖形可視化三大基本功能于一體的、功能強

3、大、操作簡單的語言。本文使用MATLAB對所建模型進行編程仿真，使用VB設計用戶界面，采用ActiveX自動化(OLE自動化)的方法，實現(xiàn)VB與MATLAB自動化連接。
　　 仿真軟件界面包括主界面和三種透鏡光纖耦合系統(tǒng)--球形透鏡光纖耦合系統(tǒng)、錐形透鏡光纖耦合系統(tǒng)、柱狀楔形透鏡光纖耦合系統(tǒng)，通過設定大功率半導體激光器和透鏡光纖的參數(shù)，可以模擬出它們的模場，耦合效率隨焦距、位移誤差以及角度誤差變化情況。
　　 對仿真軟件

4、進行測試，測試的目的是通過與實驗數(shù)據(jù)相比較，驗證所開發(fā)的系統(tǒng)的準確性和實用性。由于實驗條件有限，本文采用將仿真結(jié)果與國內(nèi)外多個研究者的實驗結(jié)果進行比較，分析引起仿真結(jié)果和實驗結(jié)果的不同的原因，例如研究者在實驗過程中操作不當引起的損耗等。
　　 另外，本文對合束器進行了初步的實驗研究。目前，國外研究合束器的技術水平高于國內(nèi)研究水平，國內(nèi)外的研究成果較少，且具有很強的保密性，合束器具有很重要的應用性，所以研究合束器具有很重要的意義。