大功率激光二极管阵列光束整形技术研究

作     者：孔媛媛 

作者单位：西安电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：曾晓东

授予年度：2006年

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

主      题：大功率激光二极管阵列 光束整形 光束质量 

摘      要：大功率激光二极管阵列相对于其他同等功率水平的传统激光器有很多突出的优点,但由于其输出光束质量差,影响了它的直接应用。因此大功率激光二极管阵列的光束整形技术成了人们关注的一个热点问题。 本论文首先对目前常用的一些典型的光束整形原理、关键技术、整形效果进行了分析、比较和评价,然后以光束参数积为切入点,针对大功率激光二极管阵列光束质量差的问题,提出了一种新的大功率激光二极管阵列的光束整形方案。该方案首先使预准直的光束在快轴方向分层,然后使其在慢轴方向重新排列,最终在输出端得到高亮度的矩形光斑。 论文中详细讨论了该方案的工作原理和设计方法,并利用几何光学方法计算了输出光斑的大小,还用光束参数积对整形后光束质量作了评估。数值计算结果表明预准直的光束经过该棱镜组整形后在输出端可以获得高亮度的1mm×2mm矩形光斑,快慢轴方向的光束参数积得到了均衡,光束质量明显提高,我们还对整形后的输出光场分布进行了分析,计算机模拟结果表明其整形效果良好。这种整形方法对于诸如光纤耦合等场合提高耦合效率,增大输出光亮度是十分有益的,并且该光束整形器件结构简单,整形效果好,随着工艺水平的提高该整形方案的优势会更加突出。 本论文的研究结果对促进大功率激光二极管阵列的广泛应用有重要的实际意义。