2003-半导体激光器光束质量改善新技术综述

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1、第29卷第1期光学技术Vol.29No.12003年1月OPTICALTECHNI@UEJan.2003!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!文章编号：1002-1582（2003）01-0107-03半导体激光器光束质量改善新技术综述"房启勇，施浣芳，高洪尧（西安工业学院光电所，西安710032）摘要：半导体激光器是一种重要的光电器件，其出射光束的质量改善在应用中具有十分重要的意义。介绍了采用折射原理的渐变折射率透镜光束改善系

2、统，以反射原理为依据的高精度反射元件，以衍射理论为基础的二元系统和多原理结合的光束性能改善系统。对近期国内外出现的像散梯度渐变折射率透镜、液胞器件、独立反射元件等新技术进行了阐述。关键词：半导体激光器；光束改善；发散角中图分类号：TN248.1文献标识码：ANewtechnologiessummaryofsemiconductorlaserbeamIualityimprovementFANGoi-yOn9，Shlhuan-fan9，GAOhOn9-raO（Optic-electricInstitute，XianIn

3、stituteofTechnology，Xian710032，China）Abstract：semiconductorlasertechnologyisanimprotantopticelectricelementanditsbeamCualityimprovementissignifi-canttotheapplicationofsemiconductorlaser.severalnewlaserbeamCualityimprovementtechnologiesarediscussed.Itin-cludest

4、heastigmaticgradient-indexlensbasingonthetheoryofdiffraction，thereflectionelementsbasingonthereflectionthe-oryandsomeotheropticalsystemsrelyingonmulti-theory，etc.severalnewtechnologiesappearingdomesticallyandabroadre-centlysuchasastigmaticgradient-indexelement

5、s，liCuidcellandsinglereflectiondeviceareemphasized.Keywords：semiconductorlaser；beamCualityimprovement；divergenceangle半导体激光具有体积小、重量轻、使用方便等特形。一般情况下这两个工作可分开进行，由于半导点，具有广泛的应用。该种激光器具有非对称激活体激光器出射光束在子午和弧矢面的发散角迥异，通道，端面发射时出射光束具有较大的发散角，并伴在经过像散准直后，会产生椭圆形光斑分布，必须经有像散，在弧矢和子午

6、方向的全角发散角分别在过进一步整形处理才能得到圆形光束影像。采用像［1］，这种光束散梯度变折射率器件则可方便的将上述两项工作集!#!10"—20"及!$!30"—60"范围内必须予以一定的校正，才能在实际中应用。成实现，该种元件的相位扫描分布如图1所示。通常将激光谐振腔输出的最低阶模式TM模由图1（a）可见，整个元件的相位分布并不是适00的光作为理想光束，这种光束的发散角小、亮度高，于准直的理想的抛物线形分布。但由图1（b）可发能与光纤有效的耦合，也能通过简单的光学系统聚现在中心部分的很小区域内，相位影像在扫描的两

7、焦到较小的斑点，对激光器的应用非常有利，因此激个方向上都是较理想的抛物形分布。在工作时，器光器出射光束的性能改善主要是指压缩光束的远场件置于非常接近激光管的位置，此处的出射光束的口径只有10—50［9］，使得只有器件中心具有较发散角，使激光器输出光束对称化，消除像散。!m对半导体激光器出射光束的改善通常从两个方理想的相位分布的部分处于准直工作状态，实现光面进行：一是激光器器件本射性能的改善；二是外加束的准直和整形变换，不足之处是像散器件理想光光学系统对激光器原始出射光束进行改进。本文主学特性区域的低比率性会降低其本

8、身的光束能量压要论述了采用外加光学系统对激光器出射光束进行缩能力。性能改善的几种新技术。目前像散梯度变折射率透镜的生产主要是通过在玻璃中进行“银-钠”离子交换来实现。利用像散1渐变折射率透镜梯度变折射率器件改善激光光束的典型实验测试装对端面发射的半导体激光器出射光束进行性能置如图2所示［9］。改善时，通常需要进行两个方面的工作：准直和整利用该方法准直后的端面