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时间:2020-09-02
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1、半导体激光器的近场分布是指LD发光面上的辐射强度分布,即反映P-N结上光强的分布;而远场分布则是指远离激光器无穷远处的辐射强度分布(光强与角度的分布)。远场分布是近场分布的富氏(Fourier)变换。半导体激光器的模式分为空间模和纵模(轴模)。前者描述围绕输出光束轴线某处光强分布,或者是空间几何位置上的光强(或者光功率)的分布,也称为远场分布;后者则表示是一种频谱,它反映所发射的激光其功率在不同频率(或者波长)分量上的分布。两者都可能是单模或者出现多个模式(多模)。边发射半导体激光器具有非圆对称的波导结构,而且在垂直于结平面方向(称横向)和
2、平行于结平面方向(称侧向)有不同的波导结构和光场限制。横向都是由双异质结构成的折射率波导结构来限制光场;而在侧向,则可由折射率导引结构或增益导引结构,大功率半导体激光器大多采用增益波导结构。因此半导体激光器的空间模式又有横模和侧模之分。如图5-1表示了这两种空间模式。图1 半导体激光器的横模与侧模由于有源层厚度都很小(约为0.15µm),根据平板波导原理,在横向LD都能保证单横模输出;而在侧向,由于其宽度相对较大,因而可能出现多侧模。如果在这两个方向都能以单模(或称基模)工作,则输出为理想的TE00模,此时光强峰值在光束中心且呈“单瓣”。这
3、种光束的发散角最小,亮度最高,能实现与单模光纤的高效率耦合,也能通过简单的光学系统聚焦到很小的斑点,这对激光器的应用是非常有利的。相反,若LD工作在多侧模下,则其发光面上的光场(即近场)在侧向表现出多光丝,好似一些并行的发光丝,而其远场分布则相当复杂。对于发光尺寸为1×50µm的半导体激光器,沿1µm方向称为快轴方向,沿50µm方向称为慢轴方向。在快轴方向光束横截面内光强基本上按正弦(余弦)函数形式分布。半导体激光器的发散角是光束的基本参数,其定义为远场平面上光强为峰值一半处的两点相对于发光点的夹角
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