大功率高亮度单管半导体激光器模块设计

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1、学号：S13020178硕士学位论文大功率高亮度单管半导体激光器模块设计研究生姓名：陈晴学科、专业：光学工程二○一六年三月分类号：TN248.4密级：可公开UDC：535编号：大功率高亮度单管半导体激光器模块设计HighPowerandBrightnessSemiconductorLaserModuleDesign学位授予单位及代码：长春理工大学(10186）工程领域名称及代码：光学工程（080300）研究方向：光电子技术及应用申请学位级别：硕士指导教师：徐莉副教授研究生：陈晴论文起止时间：2014.09—2015.12长春理工大学硕士学位论文原创性声明本

2、人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《大功率高亮度单管半导体激光器模块设计》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：陈晴2016年3月27日长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数

3、据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：陈晴2016年3月27日导师签名：徐莉2016年3月27日摘要本论文设计出一种单管空间合束半导体激光器光纤耦合系统，该光纤耦合系统的优点是较高的功率和高亮度，在许多领域中均有较多的用途。提出了一种一体化慢轴准直和光束重排半导体激光整形装置。一体化整形器件有两个作用，即对光斑慢轴进行准直和对光斑位置重新排列。这种结构能够在多单管光纤耦合模块实

4、验中引入，进一步减少调节透镜的个数和降低调节误差，增加光纤耦合效率，同时具有高功率输出，散热效果好，能够延长激光器使用寿命的优点。根据非相干合束原理，设计并研制出915nm单管空间合束半导体激光器光纤耦合系统。该系统利用柱面镜分别对单管半导体激光器进行快、慢轴准直，然后利用45°反射镜将准直后的光束在快轴方向上叠加，最后利用聚焦系统将光束聚焦进入光纤，得到大功率高亮度光纤耦合系统。此光纤耦合模块使用的光纤参数是芯径105μm、数值孔径0.22，当工作电流为10A时，该模块输出功率达到60W，同时亮度实现24.6MW/cm-str，光纤耦合效率82%。关键词

5、：半导体激光器单管空间合束光纤耦合高亮度ABSTRACTThispaperpresentedadesignofakindofsingleemitterspacecombinedbeamofsemiconductorlaserfibercouplingsystem.Thesystemhastheadvantageofhighpowerandhighbrightness,andcanbeappliedinmanyfields.Akindofintegrationofslowaxiscollimatingandbeamrearrangementsemicondu

6、ctorlasershapingdevicewasputforward.Ithastheabilityofcollimationofthespotslowaxisand,rearrangementofthespotposition.Thisstructurecanbeintroducedintheexperimentofmulti-single-emittersfibercouplingmoduleandreducethenumberoflensandcontrolerror.Meanwhile,thiskindofintegrationhastheadv

7、antageofhighpoweroutput,goodperformanceofheatdissipationandthusextendthelifelaser.Accordingtotheprincipleoftheincoherentcombinedbeams,the915nmsingleemitterspacecombinedbeamofsemiconductorlaserfibercouplingsystemwasdesignedanddeveloped.Inthissystem,singleemitterwascollimatedonthefa

8、standslowaxesrespectivelyusingcyl