小角度V型腔外腔光谱合束技术研究

发布时间：2022-12-22 05:01

　　半导体激光器具有电光转换效率高、体积小、重量轻、工作波段范围广的优点,在激光泵浦、材料加工、光纤通讯和传感等领域有着重要的应用。基于宽区波导和大光腔技术,半导体激光的功率得到了大幅提升,但宽区波导导致慢轴光束质量较差。合束技术是改善半导体激光器光束质量、提高激光亮度的有效方法。基于外腔的光谱合束方法已经证明了连续功率8kW、光束质量M~2~11的半导体激光光源,是目前所有合束方法中实现的光束质量和亮度最高的一种方法。然而这种方法存在一个光束质量的极限,即合束后激光系统的光束质量可以接近但无法超越单元器件的光束质量。这导致要想进一步提升激光合束系统的光束质量,只能提高单元激光芯片光束质量。为此,本文主要研究从合束的基本原理和方法上来突破光谱合束的光束质量限制。本文围绕半导体激光光谱合束方法的光束质量限制问题开展研究,从外腔光谱合束基本原理入手,通过理论和实验研究提出创新的解决方法,实现光束质量的突破,获得如下研究成果:1.提出小角度V型腔外腔光谱合束方法,该方法突破了MIT林肯实验室提出的外腔光谱合束光束质量极限。获得快慢轴M~2因子分别为2.31和3.76的激光输出,该光束质量为目前商... 

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 基于外腔反馈高功率高光束质量合束的研究进展
        1.2.1 基于衍射光栅外腔光谱合束
        1.2.2 基于锥形激光器外腔光谱合束研究进展
        1.2.3 板条耦合型激光器外腔光谱合束进展
        1.2.4 宽发射区半导体激光器外腔光谱合束进展
        1.2.5 宽发射区半导体激光器离轴外腔合束进展
        1.2.6 基于窄带滤光片外腔光谱合束
    1.3 论文主要工作及安排
第二章 半导体激光器光束评价标准及线阵整形原理
    2.1 半导体激光器光束评价标准
        2.1.1 高斯光束
        2.1.2 激光光斑评价标准
        2.1.3 发散角评价
        2.1.4 光参数积和M2评价
        2.1.5 亮度评价
    2.2 半导体激光器线阵光束整形
        2.2.1 半导体激光器线阵及其光束特性
        2.2.2 理想传输光参数积不变原理
        2.2.3 半导体激光器线阵快慢轴准直
    2.3 小结
第三章 传输透镜焦距对外腔光谱合束的影响
    3.1 引言
    3.2 原理及装置
        3.2.1 外腔光谱合束原理
        3.2.2 衍射光栅的原理
        3.2.3 光栅衍射后的光束质量
        3.2.4 不同傅里叶透镜的外腔光谱合束实验装置
    3.3 结果及分析
        3.3.1 输出功率特性
        3.3.2 合束后光谱特性
    3.4 小结
第四章 V型外腔反馈高亮度单激光器
    4.1 引言
    4.2 实验原理及实验装置
    4.3 实验结果分析
        4.3.1 宽发射区V型腔激光器输出功率特性
        4.3.2 宽发射区V形腔激光器光束质量、亮度特性
    4.4 小结
第五章 小角度V形腔光谱合束
    5.1 引言
    5.2 实验原理及装置
    5.3 实验结果及分析
        5.3.1 输出功率、电光效率及远场特性
        5.3.2 合束后光束质量及光谱
        5.3.3 合束后光束亮度
    5.4 小结
第六章 展望与总结
    6.1 全文总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位器件发表的学术论文与研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]评价激光光束质量的各种方法[J]. 黄忠伦,郭劲,付有余.  激光杂志. 2004(03)
[2]半导体激光器及其在军事领域的应用[J]. 耿素杰,王琳.  激光与红外. 2003(04)



本文编号：3723501