宽发射面激光二极管光束整形系统的光学设计

作者：高志红; 张文喜; 孔新新; 冯其波

来源：红外与激光工程, 2018, 47(12): 257-261.

• 激光二极管
• 光束整形
• 圆柱透镜
• 自聚焦透镜

宽发射面激光二极管作为泵浦源在全固态激光器中得到了广泛的应用,但由于快慢轴发散角太大和发光面的不对称,所以需要对其进行光束整形。针对发光面为1μm(快轴)×200μm(慢轴)且远场光斑为矩形光斑的宽发射面激光二极管,分析了输出光束在平行于p-n结方向上光场(侧模)的多光丝分布特性。通过在ZEMAX非序列里,设置合理的光丝间隔、尺寸和以纵模为间隔的多个波长,模拟了与实际相符的远场光斑。利用圆柱透镜压缩激光二极管快轴发散角,再用自聚焦透镜进行聚焦,最后在离自聚焦透镜后端面1.8 mm处得到快慢轴方向长分别为0.15 mm×0.17 mm的方形光斑,且快慢轴方向发散角分别为3.3°×2.4°。同时,通过实验逐步比较了光束通过每一个光学元件后光斑形状的变化和光强分布,结果表明:宽发射面激光二极管光束整形中,通过引入侧模光丝结构的矩形光斑模拟方法是可行的。

• 单位
  中国科学院; 北京交通大学