高功率半导体激光器腔面镀膜对功率影响分析

发布时间：2019-11-30 13:44

【摘要】：针对半导体激光器电磁波的振幅较大,激光器中能量的透射率较高,导致半导体激光器的能量损耗越大,对半导体激光器功率有一定的影响。本文提出腔面镀膜对半导体激光器功率影响分析方法,通过对激光产生过程中粒子转化过程进行优化,降低电磁波的振幅,并对腔面未镀膜时半导体激光器的能量反射率和透射率进行计算,从而确定未镀膜半导体激光器的输出功率,然后根据激光器的电磁波电场和磁场的强度,确定镀膜后腔面的反射因子和透射因子,减少能量损耗,计算出镀膜后激光器的反射率和透射率,得出镀膜后激光器的功率,以镀膜前后半导体激光器的功率值为依据,实现高功率半导体激光器腔面镀膜对功率影响分析。实验结果表明,所提方法能够对镀膜前后功率变化进行准确分析,为半导体激光器腔面镀膜提供理论依据。
【图文】：

的反射率和透射率，得到镀膜后激光器的功率，通过比较镀膜前后半导体激光器功率变化，完成高功率半导体激光器腔面镀膜对功率的影响分析，具体内容如1.1节和1.2节所示。1.1腔面未镀膜半导体激光器的功率计算在高功率半导体激光器系统中，为保证半导体激光器的稳定性，降低电磁波振幅，降低激光器功率，需要对激光形成过程中粒子转化过程进行优化。半导体激光器中粒子数分布呈波尔兹曼分布形式，根据半导体激光器的激发方式，把低能级原子激发到高能级，该过程可以看作为水泵把水由低处送到高出的过程，被称为泵浦(如图1a)。不稳定的高能级原子会下降到亚稳态能级，造成亚稳态能级与基态间的粒子数反转(如图1b)。亚稳态能级上的原子跃迁到基态，自发辐射出各个方向的光子(如图1c)。谐振腔从这些光子中选择出沿腔轴线方向传播的光子，并将该光子反馈回来，对亚稳态能级上的原子进行刺激，造成受激辐射(如图1d)，产生成倍增强的光子。(a)泵浦(b)粒子数反转(c)自发辐射(d)受激辐射图1激光形成过程根据激光形成过程及薄膜理论［17］，当半导体激光器腔面未镀膜时，激光器光线从折射率为n0的介质垂直射入折射率为ns的另一介质时，未镀膜腔面的能量反射率Ｒ和能量透射率T分别可以表示为:Ｒ=(n0－ns)2(n0+ns)2(1)T=1－Ｒ=1－(n0－ns)2(n0+ns)2(2)能量的反射率和透射率作为影响半导体激光器的重要指标，其与半导体激光器输出功率的关系可以表示为:W=Ｒ/T·lgL(3)上式中，L表示半导体激光器中电磁波传输距离，通过上述论述，实现对高功率半导体激光器工作原理及过程的描述，并对没有镀膜的半导体激光器腔面能量反射率和透射率进行计算，根据计算得到的反射率

的反射率和透射率，得到镀膜后激光器的功率，通过比较镀膜前后半导体激光器功率变化，完成高功率半导体激光器腔面镀膜对功率的影响分析，具体内容如1.1节和1.2节所示。1.1腔面未镀膜半导体激光器的功率计算在高功率半导体激光器系统中，为保证半导体激光器的稳定性，降低电磁波振幅，降低激光器功率，需要对激光形成过程中粒子转化过程进行优化。半导体激光器中粒子数分布呈波尔兹曼分布形式，根据半导体激光器的激发方式，把低能级原子激发到高能级，该过程可以看作为水泵把水由低处送到高出的过程，被称为泵浦(如图1a)。不稳定的高能级原子会下降到亚稳态能级，造成亚稳态能级与基态间的粒子数反转(如图1b)。亚稳态能级上的原子跃迁到基态，自发辐射出各个方向的光子(如图1c)。谐振腔从这些光子中选择出沿腔轴线方向传播的光子，并将该光子反馈回来，对亚稳态能级上的原子进行刺激，造成受激辐射(如图1d)，产生成倍增强的光子。(a)泵浦(b)粒子数反转(c)自发辐射(d)受激辐射图1激光形成过程根据激光形成过程及薄膜理论［17］，当半导体激光器腔面未镀膜时，激光器光线从折射率为n0的介质垂直射入折射率为ns的另一介质时，未镀膜腔面的能量反射率Ｒ和能量透射率T分别可以表示为:Ｒ=(n0－ns)2(n0+ns)2(1)T=1－Ｒ=1－(n0－ns)2(n0+ns)2(2)能量的反射率和透射率作为影响半导体激光器的重要指标，其与半导体激光器输出功率的关系可以表示为:W=Ｒ/T·lgL(3)上式中，L表示半导体激光器中电磁波传输距离，通过上述论述，实现对高功率半导体激光器工作原理及过程的描述，，并对没有镀膜的半导体激光器腔面能量反射率和透射率进行计算，根据计算得到的反射率

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