ZEMAX优化设计的半导体激光器非球面准直透镜

"基于ZEMAX的半导体激光器非球面准直透镜设计 (2013年)" 本文探讨了如何解决半导体激光器所面临的光束发散角过大的问题，这是一种常见的技术挑战，因为这会导致光束传播过程中能量分散，从而影响其应用效率。作者杜彬彬等人通过运用几何光学原理，对半导体激光器在弧矢和子午方向上的不同发散角度进行了分析，并构建了相应的数学模型。他们设计出了一种特殊结构的非球面透镜，这种透镜在两个相互垂直的轴向上拥有不同的非球面面型，旨在适应半导体激光器的双轴发散特性。 借助于ZEMAX光学设计软件，研究人员进行了详尽的仿真研究。ZEMAX是一款广泛使用的光学系统设计和分析工具，能够帮助设计师优化光学元件性能，确保光线传输效率。经过该非球面准直透镜的处理后，半导体激光器在快轴（通常对应较大的发散角）和慢轴上的发散角分别从35°和7.5°显著减小到1.8 mrad和0.84 mrad。这样的改进极大地提高了光束的集中度，有利于远距离传输。 此外，实验结果显示，在距离光源10米的位置，接收面上的总光功率达到0.497 W，这意味着光能利用率高达99.4%，这是一个非常高的数值，表明设计的非球面透镜在实际应用中能够有效地保持和利用激光器的输出能量。 文章的关键字包括：半导体激光器、非球面透镜、ZEMAX软件以及准直技术。这些关键字突出了研究的核心内容和技术手段。根据中图分类号TN248，我们可以推断这篇文章属于光学工程的范畴，特别是与激光技术相关。文献标识码A表示这是一篇原创性科研论文，而DOI标识则为该论文提供了全球唯一的数字对象标识符，便于后续引用和检索。 这项工作展示了非球面透镜在半导体激光器准直中的高效应用，通过ZEMAX软件进行优化设计，实现了高光能利用率和优良的光束质量，对于提升半导体激光器在工业、通信和其他领域的性能具有重要意义。