基于像散与理想光源成像原理的高亮度半导体激光器光纤耦合设计方法

运用像散原理和理想光源成像原理,讨论了半导体激光器消像散设计.提出了一种基于消像散的高亮度半导体激光器光纤耦合系统的设计方法.以波长为808 nm,输出功率为10 W的半导体激光器的光纤耦合为例,给出了详细的计算方法和设计步骤.结果表明:采用该方法将半导体激光器光束耦合入数值孔径为0.22,芯径为50 μm的光纤中,耦...     

大功率半导体激光器阵列热串扰行为

以硬焊料传导制冷,30%填充因子半导体激光器阵列为例,建立了三维有限元模型,对阵列内部各发光单元之间的热串扰行为进行了分析研究。结果表明,当其连续波工作时间大于1.2 ms后,阵列内发光单元之间出现热串扰现象;当次热沉由CuW合金改为铜金刚石复合材料时,阵列内发光单元自热阻和相邻发光单元的串扰热阻降低,有效地降低了各发光单元之间的热串扰行为。保持阵列宽度、发光单元数目及发光单元周期不变,发现随阵列填充因子的增加,器件热阻以指数衰减趋势逐渐降低,而发光单元间的热串扰特性对此变化并不敏感;保持阵列单个发光单元输出功率,发光单元尺寸及阵列宽度不变,增加发光单元个数后,阵列内各发光单元之间热串扰加剧,填充因子越高阵列升温速率越快;但在最初约70 s内,包含不同数目发光单元的阵列最高温度差异仅约0.5 ℃,有利于多发光单元高填充因子器件高功率输出。     

双曲柱面-平面透镜的准直性能

根据光线传播的基本原理,通过计算和推导,用解析式表达并讨论了半导体激光器快轴方向发散光束通过双曲柱面-平面透镜后的准直特性、光强分布和半宽度。本文的讨论为正确认识和使用微双曲柱面-平面透镜,改善半导体激光快轴方向光束的发散,提高光束质量提供了理论依据。     

双曲柱面-平面透镜准直的误差分析

根据光线传播基本原理,通过计算和推导,用解析式表达并讨论了半导体激光器快轴方向发散光束通过有偏心率误差的双曲柱面-平面透镜后的准直效果,为正确认识、纠正误差,尽可能发挥双曲柱面-平面透镜的准直作用,改善半导体激光快轴方向光束的发散,提高光束质量提供了理论依据.     

菲涅耳衍射积分与缓变振幅近似对高斯光束的等效性

使用菲涅耳衍射积分公式,推导出在自由空间传播的高斯光束表达式,与用亥姆霍兹方程在缓变振幅近似下求得的结果作比较,得出在计算高斯光束时两种近似方法是等效的,计算时可以根据需要进行适当的选择。     

一种模拟二极管激光源场的新方法

基于非傍轴衍射理论和二极管激光远场光强的实验结果,借助于振幅-位相恢复算法,提出了模拟二极管激光源场分布的一种新方法.给出了模拟步骤,并以双异质结二极管激光为例加以说明.当实验结果准确时,这是一种足够精确的方法,有实际应用意义. 关键词： 二极管激光 源场分布 模拟退火法     

双曲线和椭圆焦点的光学意义

讨论了作为不同介质分界面的双曲面和椭圆面对光的折射性质,导出了具有特定偏心率的双曲线和椭圆的焦点在折射情况下的光学意义,为中心发散光束较严格的准直和平行光束的聚焦提供了理论依据.     

描述激光二极管远场光强分布的理论模型

 介绍了描述激光二极管远场光强分布的几种典型理论模型,并与实验结果作了详细比较。结果表明：激光二极管的传输和远场特性应当用非傍轴理论描述,并且远场光强分布一般与输出功率大小有关。在不同功率水平下,异质结激光二极管快轴与慢轴方向的远场行为应选用不同的模型模拟。此外,还对厄米-高斯模型做了修正,考虑了奇数阶厄米-高斯模的贡献,并用厄米-高斯模的非相干叠加代替厄米-高斯模的相干叠加。改进的厄米-高斯模型能更好描述100 mW双异质结GaAlAs LD慢轴方向的远场光强分布。     

温度对高功率半导体激光器阵列“smile”的影响

用数值模拟与实验测试相结合的方法,研究了温度对"smile"的影响.利用有限元方法分别模拟计算了半导体激光器芯片键合及工作过程中激光器芯片中的热应力,模拟中假设激光器芯片的弯曲仅由热应力引起;计算结果表明,激光器芯片有源区的热应力随工作温度的升高而减小,由热应力导致的芯片的弯曲随温度升高而减小.实验结果表明,对于具有相同芯片、同一封装形式、同批次的器件,"smile"随温度的升高有增大或减小的趋势,这与封装前裸芯片的弯曲形态及封装热应力的综合作用有关;若封装前裸芯片为相对平直的或凸的,则封装后激光器的"smile"将随温度升高而减小;若封装前裸芯片为凹的,封装后的激光器芯片仍为凹的,则"smile"随温度升高而增大.     

球状光纤耦合器的原理和参数设计

根据光线传输的基本原理,通过计算和推导,讨论了为使半导体激光器发出的全部光束能够投射到小球表面,其折射光线能全部进入光纤光芯,并在光芯内全反射传播,小球半径应满足的条件以及半导体激光器光源应安装的位置,并用解析式表达、讨论了在制作和设计球状光纤耦合器时应该注意的参数设计,为球状光纤耦合器的设计提供了理论计算依据。