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高效率的耦合,侧模的不稳定性也影响出纤功率的稳定性:不能将这种多侧模 的激光束聚焦成小的光斑。 近场光功率分布 运场光功率分有 从多个独立的发光点细发出的图形 图2有多侧模的半导体激光器的近场和远场 由于半导体激光器发光区几何尺寸的不对称,其远场呈椭圆状,其长、短 轴分别对应于横向与侧向。在许多应用中需用光学系统对这种非圆对称的远场 光斑进行圆化处理。 如果半导体激光器发射的是理想的高斯光束,应有如下的光强分布: I(r)=Imwxexp(-2(r/w)) (1) 式中,I)是在半径为v的高斯光束束腰内径向尺寸为r处的光强,【x为束腰内的 最大光强。显然,当=w时,该处的光强为1m的1/c2(即光强峰值的13.5%) 如图3所示。高斯光束峰值光强之半处的发散角全角(FMW)为 0-4/w=1.27/w (2) 半径 图3理想的高斯场强分布 半导体激光器的远场并非严格的高斯分布,有较大的在横向和侧向不对称 的光束发散角,由于半导体激光器有源层较薄,因而在横向有较大的发散角0 ,可表示为 01=4.05(m2-n2d/0/1+4.05n2-n2d)21.2) (3) 式中,n2和d分别为激光器有源层的折射率和厚度:n1为限制层的折射率:为激 射波长。显然,当很小时,可忽略(3)式分母中的第二项,则有 2 高效率的耦合,侧模的不稳定性也影响出纤功率的稳定性;不能将这种多侧模 的激光束聚焦成小的光斑。 图 2 有多侧模的半导体激光器的近场和远场 由于半导体激光器发光区几何尺寸的不对称,其远场呈椭圆状,其长、短 轴分别对应于横向与侧向。在许多应用中需用光学系统对这种非圆对称的远场 光斑进行圆化处理。 如果半导体激光器发射的是理想的高斯光束,应有如下的光强分布: I(r)=Imaxexp(-2(r/w)2 ) (1) 式中,I(r)是在半径为w的高斯光束束腰内径向尺寸为r处的光强,Imax为束腰内的 最大光强。显然,当r=w时,该处的光强为Imax的 1/e 2 (即光强峰值的 13.5%), 如图 3 所示。高斯光束峰值光强之半处的发散角全角(FMHW)为 θ=4λ/πw=1.27λ/w (2) 图 3 理想的高斯场强分布 半导体激光器的远场并非严格的高斯分布,有较大的在横向和侧向不对称 的光束发散角,由于半导体激光器有源层较薄,因而在横向有较大的发散角θ⊥ ,可表示为 θ⊥=4.05(n2 2 - n1 2 )d/λ/(1+4.05(n2 2 - n1 2 )( d/λ) 2/1.2) (3) 式中,n2和d分别为激光器有源层的折射率和厚度;n1为限制层的折射率;λ为激 射波长。显然,当d很小时,可忽略(3)式分母中的第二项,则有 2
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