半导体激光器参数3综述

反射率的控制 高反及增透
反射率与偏振态的控制 偏振分束
例：单层减反膜
折射率为1.52的玻璃敷有折射率为1.38的氟化镁薄膜后， 单面的反射损失可从4.2%减少到1.5%左右，例如7块平 板系统镀膜后，在参考波长上总的透射率可近似地估计为：
T＝(0.97)7＝80.7%．
未镀膜： T=(0.92)7=55.7%
半导体激光器的光束质量
阵列和单元器件快轴方向上光束质量一致； 阵列慢轴方向上光束质量是多个单元器件的叠加。
快轴方向光场分布
并非有源区越薄，发散角越大，衍射极限矛盾？ 大功率半导体激光器快轴方向N.A.>0.6
快轴的准直
N.A.=nsin
•高数值孔径要求使用高 折射率材料 •难点：非球面微柱透镜 的加工
diode laser
fast- & slow axis
collimation
spatial mult iplexing
spatial multiplexing
polarization multiplex.
wavelength multiplex.
wavelength multiplexing
1
2
3
目前大功率半导体激光系统水平
谢谢
上次课内容
热相关基础知识 单元器件的散热结构 阵列器件的散热结构
运用领域对半导体ห้องสมุดไป่ตู้光的需求
北京工业大学 输出功率：1000W 光束质量： 12mm•mrad
德国Laserline
本节课主要内容
高功率、高光束质量半导体激光系统的集 成。
光束质量的衡量参数
BPP： beam-parameter product
快轴的准直
椭球面方程
Smile条件下的快轴准直
慢轴方向光场
单元器件：
X0为周期 阵列器件：
慢轴的准直
慢轴方向孔径较低，利用普通石英玻璃，柱透镜阵列对 半导体激光阵列进行准直。
快慢轴准直镜实物图
激光bar的BPP及其对称化
阵列及堆的对称化
阵列光束的对称化 堆光束的对称化
薄膜光学原理简介
这比没有经过镀膜处理的系统提高了约25％的透射能量
光学薄膜分类
减反射膜或者叫增透膜 分束膜 反射膜 滤光片 其他特殊应用的膜
光学薄膜应用举例
半导体激光空间耦合
通过提高快轴方向 的填充密度提高 光束质量
半导体激光的偏振耦合
两束相互垂直的线偏振光通过偏振耦合成圆偏振光， BPP不变，功率提高一倍，等效提高光束质量一倍
半导体激光的偏振耦合
缺点：
•介质中光程长，有一定吸收，晶体需要良好冷却
•入射角有一定限制
•晶体占据一定空间
No=1.658，Ne=1.486
半导体激光的波长耦合
4种波长光束耦合， BPP不变，功率提高4倍， 等效提高光束质量4倍
耦合技术的组合使用
polarizat ion mult iplexing
•光束质量表征光束的可汇聚程度 •光参积是一个不变量
非光纤耦合输出系统
激光头工作距离 ≥100mm
M2 值增大 焦点增大
对光束质量提出要求
光纤耦合输出系统
输入光束的光斑半径要小于光纤芯径
din dcore
发散角（全角）要小于光纤数值孔径的反 正弦的2倍
in 2 arcsin(N.A.) N.A.=0.22 < 25.4°