优化楔形透镜实现974nm半导体激光器高效光纤耦合

本文主要探讨了974纳米半导体激光器与单模光纤之间的高效耦合技术。半导体激光器和单模光纤的模场分布特性是耦合性能的关键因素。作者运用模式耦合理论深入研究，发现通过将光纤端面设计成楔形微透镜，可以有效地实现模场匹配和相位匹配，从而提高耦合效率。 利用遗传算法这一优化工具，研究人员针对楔形光纤微透镜的参数进行了精细调整，最终得出最佳的耦合参数：楔角为88°，柱透镜半径为3.44微米，耦合距离为6.13微米。在这些条件下，理论上的耦合效率高达88.9%。进一步通过Zemax光学仿真软件进行验证，仿真结果显示耦合效率与实验结果相近，达到了81.36%，这证明了所设计的耦合系统在实际应用中的可行性。 激光点焊以及高低温环境测试进一步验证了耦合模块的稳定性，尽管在极端条件下，耦合效率有所下降，但依然能满足光纤激光器作为种子光源的功率需求。实验结果与理论预测相符，表明该耦合方法对于提升半导体激光器的输出功率和整体性能具有显著效果。 这篇文章介绍了974纳米半导体激光器与单模光纤的高效耦合技术，包括了关键的理论分析、参数优化以及实际应用测试，这对于激光器的设计和制造有着重要的实践指导意义。同时，文中展示的遗传算法在优化光纤耦合参数方面的应用，展示了现代优化技术在光学器件设计中的重要作用。