多单管高功率半导体激光光纤耦合技术的研究

摘要

近年来，高功率半导体激光在工业加工、固体激光器泵浦源、国防安全、显示照明等领域的深入应用，使其无论作为直接激光源还是泵浦源都应该进行广泛的拓展，因此高光束质量、高功率的半导体激光输出成为了研究的热点。基于多单管芯片的高功率高亮度光纤耦合输出的半导体激光是实现高光束质量，高亮度要求的理想选择，这主要是由于单管半导体激光器具有光束质量高，散热性良好，性能稳定，易于大规模集成等优点，可以高效耦合到小芯径尺寸的多模光纤内部获得高亮度的激光输出。
　　本论文从半导体激光原理和多光束合束原理出发，研究了单管半导体激光器远场光强分布，利用ZEMAX软件设计了用于塑料焊接的百瓦级半导体激光光源和千瓦级工业用半导体激光器子光源系统，研制了用于泵浦大功率光纤激光器的高亮度光纤耦合模块，输出功率60W以上，耦合效率达到86.7％。

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第一章 绪 论

1.1国内外大功率半导体激光器研究现状

1.2高亮度半导体激光器光学元件自动装配技术的发展现状

1.3研究意义

1.4本论文主要工作

第二章 高功率半导体激光器的光分布特性

2.1 大功率半导体激光器的远场数学模型

2.2 半导体激光光束质量评价方法

2.3本章小结

第三章 高功率半导体激光合束技术与光纤耦合理论分析

3.1半导体激光多光束合束技术

3.2光纤耦合理论

3.3本章小结

第四章 基于多单管的光纤耦合模块设计

4.1百瓦级半导体激光光源设计

4.2千瓦级半导体激光系统子光源设计

4.3本章小结

第五章 多单管半导体激光器高亮度光纤耦合模块的研制

5.1 设计方案及可行性分析

5.2半导体激光器快慢轴光束准直

5.3 多光束合束聚焦耦合系统

5.4本章小结

结论

致谢

参考文献