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半导体激光器与锥形光纤耦合技术研究

本论文就半导体激光器与光纤耦合的问题提出了一种新方法,即采用锥形和半锥形光纤结构的光学耦合系统。这种方法是在充分考虑半导体激光器和光纤的特性的基础上提出的,具有加工容易、封装简单、成本低、效率高的特点,可以通过研磨、腐蚀和熔融的方法来制得。论文中根据耦合理论,结合半导体激光器的输出光场的椭圆特性,通过合理设计锥形结构,最大的利用输出能量,以提高半导体激光器与光纤耦合效率和质量。首先通过对半导体激光器输出模式场和光纤本征模式场的高斯基模近似,利用交叠积分计算了锥形单模光纤与激光器的耦合效率问题;其次依据以上近似,利用光线迹踪法计算了半锥形多模光纤与激光器的耦合效率问题,给出各个参数对耦合效率的影响和作用,为优化设计锥形光纤耦合系统提供了理论依据。这种方法的耦合效率在一定条件下可以在100—200μm的工作距离上达到75%-85%。这种锥形和半锥形光纤耦合系统可以方便的排成线阵或阵列,在二极管激光器泵浦固体激光器的泵浦光源输出、大功  (本文共59页) 本文目录 | 阅读全文>>

长春理工大学
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锥形端面光纤与大功率半导体激光器的耦合技术

随着半导体激光器研究技术的日益成熟,使其广泛应用于生活中各个领域。但是,由于半导体激光器固有的较差的光束质量,使得半导体激光器很难直接应用,这就需要对半导体激光器的激发光束进行整形。运用锥形端面光纤与半导体激光器进行耦合,可以对半导体激光器激发光束的对称性以及输出光斑均匀性进行有效地整形,关于锥形端面光纤与半导体激光器的耦合应用研究,具有十分重要的现实意义。本文围绕半导体激光器的远场特性以及锥形端面光纤的耦合特性开展研究,系统分析了半导体激光器与光纤耦合的方法,重点研究了采用锥形端面光纤进行准直耦合-步完成的方法;利用ZEMAX软件建立锥形端面光纤与半导体激光器的耦合模型,研究锥形端面光纤的锥端直径、锥形端面光纤与光源之间的工作距离、锥形端面光纤的锥形长度与半导体激光器耦合效率之间的关系,并且进行了实验验证,将808nm半导体激光器的激发光束耦合进芯径200μm、数值孔径0.22的多模锥形端面光纤,获得了最高76.7%的实测耦合...  (本文共50页) 本文目录 | 阅读全文>>

河南大学
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半导体激光器与变芯径光纤耦合技术的研究

半导体激光器由于其固有的各种优点,使它成为目前应用最广泛的激光器,它的出现,使作为“信息基础设施”主体的光纤通信成为现实并得以发展。然而由于其输出光场不同于一般激光器的圆形光场,而是椭圆形光场,从而使其与光纤的耦合问题成为一个重要的研究课题。 目前,许多文献里提出了各种各样的耦合方法,它们也有着各自的优点:有些适用于单模光纤的耦合;有的适用于多模光纤的耦合。需要根据激光器远场光斑的特性和光纤的数值孔径来决定。 本论文通过对国内外各种耦合技术的调研和比较,主要进行了以下几项工作: 1. 分析了光纤传输光的基本理论和半导体激光器输出光场的特点,对耦合理论和耦合模型进行了详细的阐述。 2. 对光纤耦合激光的常用方法进行了分类和比较,指出了这些方法的优缺点。 3. 提出了在耦合系统中采用带有球形端面的变芯径光纤,在光纤熔接机上将大芯径石英光纤的一端熔成球形用于与半导体激光器的耦合,另一端在光纤拉锥机上拉制成变芯径光纤,用于与其它光学系统...  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>

河南大学
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半导体激光器与铲形光纤耦合技术研究

随着光纤技术的发展,光纤的应用范围愈来愈广泛。特别是光通信方面,光纤已成为最重要的传输介质。半导体激光器具有体积小、寿命长、电光转换效率高、调制方便、可集成等优点,在光通信中得到了广泛的应用。但半导体激光器的有源区面积很小,其光束发散角很大,快轴方向一般为30°~40°,在与光纤耦合时要对激光光束进行准直及整形来提高光束质量及耦合效率。为了提高耦合失容度和减少调试、安装的困难,常用光纤微透镜来减少光束的发散角和增大光纤的数值孔径。随着大功率激光器的研制成功和推广应用,光纤输出光束的质量制约着激光器的应用。目前对光纤耦合系统的失容度的研究较少,而且大多集中在国防、军工等方面,因此对大功率半导体激光器光纤耦合系统的失容度问题具有现实意义。通过对国内外各种铲形光纤技术的调研和比较,主要进行了以下几项工作:1.介绍了LD的结构和远场模式以及光纤传输光的基本理论,阐述了激光束的整形方法和提高光纤数值孔径的方法。总结了国内外光纤耦合器的产品...  (本文共82页) 本文目录 | 阅读全文>>

《激光与红外》2005年06期
激光与红外

半导体激光器与变芯径光纤实用化耦合技术研究

文中提出了一种新的实用化光纤耦合方案,将大芯径石英光纤的一端熔成球形(用于与半导体激光器的耦合),另一端拉制成变芯...  (本文共3页) 阅读全文>>

河南大学
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一种实现半导体激光器和多模光纤耦合的实用化技术研究

半导体激光器(以下简称LD)具有体积小、重量轻、寿命长、电光转换效率高、可直接调制等优点,目前在信息、能源、医疗、材料、娱乐等诸多领域都得到了越来越广泛的应用,材料和器件的水平也有了长足的进展。但是它的光波导存在较强的不对称性,垂直于结平面和平行于结平面的发散角差异很大,直接限制了它在许多方面的应用,并且影响了它与光纤(束)耦合时的耦合效率。LD和光纤耦合问题的研究受到国内外的关注,成为一个重要的研究课题。LD与光纤的耦合,按照LD与光纤之间是否存在光学元件,耦合方式可分为两种,即直接耦合与间接耦合。针对不同型号的LD和不同芯径的光纤,可选用合适的耦合方式。本论文在深入研究了各种耦合方法及其应用条件的基础上,主要进行了以下几项工作:1.详细的分析了半导体激光器输出光场的特点和光纤中传输光的特点,阐述了半导体激光器的输出光和光纤耦合的理论模型,分别介绍了光线耦合理论和模式耦合理论。2.把LD和光纤的耦合系统,分成微透镜光纤耦合系统...  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>