文章采用石英光纖作為柱透鏡，進行陣列半導體激光器的快軸準直實驗研究，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的陣列半導體激光器準直后的光束半徑、遠場發(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)，研制了耦合光學系統(tǒng)，采用直徑2001,m柱面透鏡準直后，陣列半導體激光器快軸方向發(fā)散角可減小到0.420，系統(tǒng)準直耦合效率達到89％以上。

1.前言

陣列半導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)制以及與其它半導體激光器集成能力強等優(yōu)點，廣泛應用于材料加工、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。這種具有嚴重像散和發(fā)散角的光束嚴重影響了它的使用，因此在實際應用時需要對半導體激光器光束進行快軸準直。本文研究了利用石英光纖棒做柱透鏡壓縮陣列半導體激光器快軸發(fā)散角的方法，并采用國際標準化組織(ISO)推薦的光強二階矩法測量了快軸準直后的陣列半導體激光器的光束參數(shù)，研制一套工程化耦合光學系統(tǒng)進行準直聚焦實驗，為瓦級LDBar光束準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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