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半导体激光阵列光谱合束技术中变换透镜的研究
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:《中国激光》
  • 时间:0
  • 分类:TN248.4[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激发态物理实验室,吉林长春130033, [2]中国科学院研究生院,北京100049
  • 相关基金:吉林省科技厅项目(102DGG001 20112106)资助课题
中文摘要:

利用光栅-外腔的方法对半导体激光阵列(LDA)进行光谱合束时常采用平凸或双凸柱透镜作为变换透镜,然而它会导致外腔的反馈效率低下,经研究发现LDA轴上发光单元的反馈效率为80.5%,对于边缘发光单元甚至降到了49.7%。针对该问题提出了采用双分离柱透镜作为变换透镜,从而可以提高外腔的反馈效率。将传统LDA光谱合束光路展开,并利用Zemax画出它的等效光路,以此来求出平凸变换透镜LDA每个发光单元的反馈效率;根据像差理论分析了平凸变换透镜的成像特点,发现平凸变换透镜的球差和慧差较大,需要对其进行矫正;根据初级像差理论,利用PW法设计了双分离变换透镜,并利用Zemax进行了优化。结果发现,优化后双分离变换透镜可以使10mm宽LDA发光单元的反馈效率达到94.2%以上。研究结果表明使用双分离变换透镜法可提高光谱合束效率。

英文摘要:

Plane-convex lens or bi-convex lens are commonly used as transform lens while the beam of laser diode array(LDA) is spectrally combined by grating-external cavity method.However,the feedback efficiency of external cavity is rather low for each emitter.For example,feedback efficiency for on-axis emitter is just 80.5% and even decreases to 49.7% for edge emitter.In order to solve the problem,a method that discretely doublet lenses are applied as transform lenses to enhance the feedback efficiency.An equivalent optical setup of traditional spectrally beam combination for LDA is drawn and studied by Zemax optical software.At the same time,feedback efficiency of each emitter will be computed.The imaging characteristic of plane-convex lens is learned by aberration theory and the fact that spherical aberration and coma of plane-convex lens are relative large,which will decrease the feedback efficiency.Funthermore according to primary aberration theory,a discretely doublet is designed by PW method and the doublet is also optimized by Zemax.The feedback efficiency of each LDA emitter whose width is 10 mm is more than 94.2% by using optimized doublet,which is dramatically larger than that of plane-convex lens.The results show that the method is helpful for increasing the coupling efficiency of LDA.

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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849