高功率激光器阵列与自聚焦透镜阵列耦合研究

摘要

本文从一个新的途径研究了激光器阵列与光纤阵列的耦合，即采用自聚焦柱透镜阵列作激光束整形器件。这种耦合方法制作工艺比较简单，耦合组装相对容易，可获得较高的耦合效率，具有较好的实用价值，目前在国内还没有这方面的报道。　　本文采用自聚焦透镜对具有较大发散角的半导体激光器光束进行整形时，光线经自聚焦透镜出射后的倾角或焦距可通过选取自聚焦透镜的不同长度来确定，其经过自聚焦透镜前后的光斑变换可由ABCD定律给出。　　本文通过耦合实验，并对实验结果分析后得出了结论：自聚焦透镜阵列适合于对半导体激光器阵列的耦合，可以通过改善自聚焦透镜的部分光学性能参数来实现。本文也进一步完善了高功率激光器阵列的耦合理论与实践。

目录

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第一章绪论

§1.1激光器概述

§1.1.1激光器的发展概况

§1.1.2半导体激光器简述

§1.2激光器光纤阵列耦合技术概述

§1.3研究激光器阵列与自聚焦透镜阵列耦合的意义

§1.4研究激光器阵列与自聚焦透镜阵列耦合的主要内容

第二章单管激光器光纤耦合技术

§2.1半导体激光器的发光特性

§2.1.1半导体激光器的光束远场发散角

§2.1.2半导体激光器的远场光强分布

§2.2光纤传光机理

§2.2.1光纤的构成

§2.2.2光纤的分类

§2.2.3光在光纤中的传输

§2.2.4光线经球端光纤的传输

§2.3半导体激光器与自聚焦透镜、光纤耦合效率的理论计算

§2.4单管激光器光纤耦合技术

§2.4.1单管激光器与光纤的直接耦合

§2.4.2单管激光器的单透镜耦合

§2.4.3单管激光器的透镜组合耦合

第三章阵列耦合理论分析

§3.1自聚焦透镜的光学特性和成像特性

§3.1.1自聚焦透镜的光学特性

§3.1.2自聚焦透镜的成像特性

§3.2耦合条件分析

§3.3影响耦合效率的因素分析

§3.3.1数值孔径

§3.3.2机械对准

§3.3.3其他因素

第四章阵列耦合实验及结果分析

§4.1阵列耦合实验

§4.1.1白聚焦透镜阵列的制作

§4.1.2光纤阵列的制作

§4.1.3耦合测试

§4.2阵列耦合实验结果分析

§4.3阵列耦合技术总结

第五章总结

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

攻读硕士期间参加的工作、会议情况

攻读硕士期间参与申请获准的发明专利

致谢