體布拉格光柵外腔改善二極管激光陣列光束質(zhì)量研究.pdf

1、二極管激光陣列以其高功率、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、泵浦固體激光器和光纖激光器等諸多領(lǐng)域。尤其在材料加工方面，近年來(lái)發(fā)展迅速，有替代傳統(tǒng)固體激光器的趨勢(shì)。但是二極管激光陣列固有的光束質(zhì)量差、相干性差等缺陷嚴(yán)重制約了其進(jìn)一步應(yīng)用。近年來(lái)將體布拉格光柵(VBG)用于激光二極管陣列光束質(zhì)量的改善取得了明顯效果。本文圍繞采用體布拉格光柵作為外腔改善DLA光束質(zhì)量這一課題展開(kāi)了一系列理論和實(shí)驗(yàn)研究工作。 文中根據(jù)

2、Kogelnik耦合波理論對(duì)光通過(guò)光柵傳播進(jìn)行了分析。建立了體布拉格光柵衍射效率模型，得到了光柵衍射效率隨波長(zhǎng)偏離量和角度偏離量的變化關(guān)系。并根據(jù)光柵效率公式推導(dǎo)出了描述光柵的各個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系，得出一套設(shè)計(jì)RVBG的理論方法。 以光柵理論為基礎(chǔ)，文中進(jìn)而闡述了體布拉格光柵外腔穩(wěn)定DLA頻譜的原理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)49個(gè)發(fā)光單元構(gòu)成的DLA進(jìn)行頻譜鎖定。DLA經(jīng)VBG鎖定后中心波長(zhǎng)穩(wěn)定在807.5nm，光譜寬度為0.4nm，且不隨溫度變

3、化。同時(shí)建立了體布拉格光柵外腔鎖相的理論模型，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。 文中最后對(duì)波長(zhǎng)啁啾VBG外腔鎖定DLA各個(gè)發(fā)光單元激射波長(zhǎng)后進(jìn)行光束組合的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了研究和優(yōu)化。19個(gè)單元經(jīng)wavelength—chirpedVBG外腔鎖定后，光譜展寬為15nm，相鄰單元中心波長(zhǎng)相距約0.8nm，單個(gè)發(fā)光單元的譜寬被大大壓窄，且波長(zhǎng)不隨溫度變化。經(jīng)衍射光柵組束，在注入電流40A時(shí)，最終得到24.1W的連續(xù)輸出，斜效率為0.76W/A，組合效