大功率半導(dǎo)體激光列陣光纖耦合與光纖光柵的研究.pdf

1、半導(dǎo)體激光列陣具有體積小、重量輕、功率高和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，可以在軍事和醫(yī)療等很多領(lǐng)域廣泛使用。但是半導(dǎo)體激光列陣的輸出光束質(zhì)量很差，不但發(fā)散角大，而且具有嚴(yán)重的像散，這嚴(yán)重制約它了的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。為了克服半導(dǎo)體激光列陣的這一缺點(diǎn)，通常需要采用光纖耦合技術(shù)或外腔鎖相相干耦合技術(shù)來(lái)改善其輸出光束質(zhì)量。當(dāng)前半導(dǎo)體激光列陣光纖耦合主要采用三條技術(shù)路線：一種是光纖列陣耦合方法，第二種是單根光纖耦合方法，以及第三種的外腔鎖相相干耦合方法。這三種技術(shù)

2、有各自的優(yōu)點(diǎn)和適用領(lǐng)域。光纖列陣耦合方法相對(duì)簡(jiǎn)單，但耦合效果提升空間有限。單根光纖耦合方法需要以高效的光束整形器件為中介，相對(duì)復(fù)雜，但是如果能解決光束整形器的設(shè)計(jì)和制作工藝問(wèn)題，耦合效果會(huì)遠(yuǎn)好于光纖列陣耦合方法。外腔鎖相相干耦合技術(shù)是在半導(dǎo)體激光陣列外形成新的諧振腔來(lái)鎖定每個(gè)激光單元的位相，從而獲得近衍射的相干輸出，提高了光束質(zhì)量和亮度。因此具有極大的發(fā)展?jié)摿Α?半導(dǎo)體激光列陣的光束整形和光纖耦合技術(shù)是當(dāng)前激光技術(shù)領(lǐng)域的前沿，是

3、世界上多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家的熱點(diǎn)研究課題，對(duì)提升國(guó)家的科技實(shí)力有很重要的意義。 本論文主要還進(jìn)行了以下幾方面的研究工作： 一、分析了三種特殊端面光纖列陣和一維半導(dǎo)體激光列陣的耦合情況，發(fā)現(xiàn)這三種特殊端面光纖列陣和一維半導(dǎo)體激光列陣的耦合效果都很好。其中球頂錐形光纖列陣綜合了另外兩種特殊光纖列陣的優(yōu)點(diǎn)，耦合效果更好，更有利于我們獲得高質(zhì)量的激光光束。 二、提出了一種利用微透鏡將光纖束和一根較細(xì)光纖進(jìn)行第二步耦合從而同時(shí)實(shí)現(xiàn)