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《基于ZEMAX的半導(dǎo)體激光器勻光設(shè)計(jì)_黃珊.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、第38卷第4期激光技術(shù)Vol．38，No．42014年7月LASEＲTECHNOLOGYJuly，2014文章編號:1001-3806(2014)04-0522-05基于ZEMAX的半導(dǎo)體激光器勻光設(shè)計(jì)1212*黃珊，鄧?yán)诿?，楊煥，段?1．華中科技大學(xué)光學(xué)與電子信息學(xué)院，武漢430074;2．華中科技大學(xué)武漢光電國家實(shí)驗(yàn)室，武漢430074)摘要:為了滿足半導(dǎo)體激光器能量均勻化的應(yīng)用需求，基于ZEMAX光學(xué)設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)了一套光束整形勻光系統(tǒng)。采用非球面鏡與倒置柱面鏡望遠(yuǎn)系統(tǒng)的透鏡組合對單模半導(dǎo)體激光器進(jìn)行準(zhǔn)直，得到近似高斯圓光斑;在推導(dǎo)了基模高斯強(qiáng)度分布的勻光投影半徑的基礎(chǔ)上，利用Z
2、EMAX優(yōu)化得到兩個(gè)非球面鏡組成的勻光透鏡組，在一定范圍內(nèi)可獲得能量均勻度達(dá)96%以上的圓光斑。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)大功率半導(dǎo)體激光器光纖耦合模塊的能量勻化設(shè)計(jì)，滿足對能量勻化要求較高的應(yīng)用。結(jié)果表明，該研究為半導(dǎo)體激光器能量均勻化的應(yīng)用提供了有效方法。關(guān)鍵詞:光學(xué)設(shè)計(jì);光束勻化;ZEMAX;半導(dǎo)體激光器中圖分類號:TN248．4;TN202文獻(xiàn)標(biāo)志碼:Adoi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.04.017HomogenizationdesignoflaserdiodebasedonZEMAX1212HUANGShan，DENGLeimin，YANGHua
3、n，DUANJun(1．SchoolofOpticalandElectronicInformation，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，Chi-na;2．WuhanNationalLaboratoryforOptoelectronics，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China)Abstract:Inordertomeetthebeamhomogenizationapplicationrequirementsoflaserdiodes，a
4、beamhomogenizationshapingsystemwasdesignedwithZEMAXopticaldesignsoftware．AcollimationsystemcomposedofasphericlensesandinvertedcylindricallensestelescopesystemwasusedtogetacircularGaussianbeam．OnthebasisofdeducinghomogenizationprojectionradiusoffundamentalmodeGaussianbeams，thetwo-asphericlenshomo
5、genizationsystemwasoptimizedwithZEMAX．Thewholesystemcanobtainacircularspotwithenergyuniformityover96%atalargerange．Meanwhile，thebeamhomogenizationofhighpoweropticalfibercouplemodulewasrealized，whichsatisfiedtheneedsofhighuniformityinapplications．Thisresearchprovidesaneffectivewayforthehomogeniza
6、tionapplicationsoflaserdiodes．Keywords:opticaldesign;beamhomogenization;ZEMAX;laserdiode分布不均易導(dǎo)致材料局部溫度過高而影響材料的性引言［2］能;在光催化領(lǐng)域研究中，紫外激光光源因其一半導(dǎo)體激光器(laserdiode，LD)由于具有電光系列優(yōu)點(diǎn)受到重視，利用能量均勻分布的紫外半導(dǎo)轉(zhuǎn)換效率高、輸出功率大、體積小、壽命長、可靠性好體激光器光源能得到均勻的催化效果;在半導(dǎo)體激以及價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于照明、醫(yī)療、材光治療儀的廣泛應(yīng)用中，輸出能量均勻的光斑可使［1］料加工等諸多領(lǐng)域。然而，半導(dǎo)體激光
7、器光束質(zhì)激光照射的有效治療面積增大，治療效果更顯著。量較差，遠(yuǎn)場光斑分布呈橢圓高斯型，且存在本征象在半導(dǎo)體激光器的很多應(yīng)用中，都對其光束提出了散。在激光焊接、熔覆及表面熱處理等應(yīng)用中，能量截面圓化和能量均勻化的要求。為了滿足應(yīng)用需求，必須對半導(dǎo)體激光器輸出光束進(jìn)行整形勻化的［3-5］基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51175205);中處理。央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目目前，高斯光束整形成能量均勻分布的平頂光(HUST2011TS0
