大功率半导体激光器远场光分布特性的研究

"大功率半导体激光器的远场光分布特性" 大功率半导体激光器是现代光学和光电子学中的重要元件，尤其在科学研究和工业应用中扮演着关键角色。随着技术的发展，这类激光器的功率不断提升，同时也带来了复杂的光束分布问题。本文由曾晓东、朱东济和曹长庆等人撰写，主要探讨了bar型半导体激光器的远场光分布特性，该研究受到了高等学校博士点专项科研基金的支持。 文章首先指出，大功率半导体激光器的远场光分布因其独特的波导结构而显得尤为复杂。特别是bar型激光器，其光源是由多个独立的emitter组成，每个emitter的辐射光斑在近距离内是分离的。随着观察距离的增加，这些光斑会逐渐交叠，形成平顶效应，最终在极远处，远场光斑与单个emitter的辐射光斑相似。这一现象对理解和优化半导体激光器的光学性能至关重要。 作者们采用了偏轴高斯光束模型来分析bar型激光器的远场特性，通过数值仿真揭示了光强分布的演变规律。在离发光面较近的位置，每个emitter的光斑清晰可见，随着距离增加，光斑间的相互作用增强，导致光强分布的非均匀性。这种分布特征对于设计光学整形系统和评估光束质量具有重要指导意义。 论文进一步讨论了单emitter大功率半导体激光器的远场分布，强调了源尺寸和功率输出之间的矛盾：为了获得高功率，有源区需拓宽，这使得远场光分布变得更加复杂。对于bar和stack型激光器，由于多个emitter的独立性，远场光强的叠加效应更加显著，使得研究其远场分布更具挑战性。 理论背景部分，文章引用了双峰分布的远场光强模型，该模型能够描述激光器在特定坐标系下的光分布形态。通过对这个模型的分析，可以预测和解释激光器远场的特定特征，如双峰结构和光斑的交叠行为。 这篇论文深入研究了大功率半导体激光器，尤其是bar型激光器的远场光分布特性，为设计更高效、更精确的光学系统提供了理论支持，有助于推动半导体激光器在泵浦固体激光器和其他应用领域的性能提升。同时，该研究也对正确评估光束质量和优化激光器设计具有实际意义。