文章采用石英光纖作為柱透鏡，進行陣列半導(dǎo)體激光器的快軸準(zhǔn)直實驗研究，采用ISO推薦的光強二階矩的方法，測量了發(fā)光面為1岬×1501xm的陣列半導(dǎo)體激光器準(zhǔn)直后的光束半徑、遠(yuǎn)場發(fā)散角、束腰位置、瑞利長度，并根據(jù)測量結(jié)果計算了光束傳輸因子(M2因子)。以此為基礎(chǔ)，研制了耦合光學(xué)系統(tǒng)，采用直徑2001,m柱面透鏡準(zhǔn)直后，陣列半導(dǎo)體激光器快軸方向發(fā)散角可減小到0.420，系統(tǒng)準(zhǔn)直耦合效率達到89％以上。

1.前言

陣列半導(dǎo)體激光器具有體積小、重量輕、轉(zhuǎn)換效率高、工作壽命長、覆蓋波段范圍廣、可直接調(diào)制以及與其它半導(dǎo)體激光器集成能力強等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于材料加工、泵浦固體激光器、激光醫(yī)療和軍事等領(lǐng)域。典型的瓦級陣列半導(dǎo)體激光器在垂直p-n結(jié)的方向上發(fā)光區(qū)寬度約為1斗m，輸出光束發(fā)散角約為400一900(快軸方向，Y方向)；在平行于P—n結(jié)的方向上發(fā)光區(qū)寬度約100p。m～2001xm，發(fā)散角約為100(慢軸方向，x方向)¨J。這種具有嚴(yán)重像散和發(fā)散角的光束嚴(yán)重影響了它的使用，因此在實際應(yīng)用時需要對半導(dǎo)體激光器光束進行快軸準(zhǔn)直。本文研究了利用石英光纖棒做柱透鏡壓縮陣列半導(dǎo)體激光器快軸發(fā)散角的方法，并采用國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)推薦的光強二階矩法測量了快軸準(zhǔn)直后的陣列半導(dǎo)體激光器的光束參數(shù)，研制一套工程化耦合光學(xué)系統(tǒng)進行準(zhǔn)直聚焦實驗，為瓦級LDBar光束準(zhǔn)直的實用化提供了一種簡單可行的技術(shù)途徑。

2.石英光纖用于快軸準(zhǔn)直的原理與計算機程序模擬

我們采用去掉涂敷層的石英光纖作微透鏡進行快軸準(zhǔn)直。根據(jù)近軸近似，圓柱微透鏡的焦距與光纖半徑r的關(guān)系為：

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