单管半导体激光器光束质量评价：基于光参数积与二阶矩

"基于光参数积的单管半导体激光器光束质量描述与评价" 这篇研究论文探讨了如何利用光参数积（BPP）来描述和评估单管半导体激光器的光束质量。光束质量是衡量激光器性能的重要指标，直接影响到激光器的应用范围和效率。在本文中，作者们针对单管半导体激光器的特性，提出了采用1/e²最大值、环围能量以及二阶矩三种方法来定义光束宽度，并通过高斯光束近似下的双曲线拟合法计算不同定义下的BPP。 BPP是光束质量的一个关键参数，它综合考虑了光束的发散角和束腰直径，是评价激光光束质量和耦合效率的重要依据。作者们将单管半导体激光器的BPP结果与芯径为105μm、数值孔径为0.2的光纤所能接受的最大BPP进行了比较。光纤耦合是将激光能量传输至光纤中的一种常见方式，而激光器的光束质量直接影响到耦合效率。 实验结果显示，随着注入电流的增加，单管半导体激光器的边模数量增多，这导致光束质量下降，进而影响到光纤耦合效率。当注入电流从1A增加到13A时，光纤耦合效率从96.5%降至88.8%。这表明注入电流的增大不仅增加了激光器的输出功率，同时也加剧了光束质量的恶化。 在各种方法中，作者们发现以二阶矩定义束宽半径来计算BPP对于描述单管半导体激光器的光束质量特征最为准确合理。二阶矩是一种统计方法，可以更好地反映光束形状的不规则性和非高斯性，因此在评估实际应用中的光束质量时更为实用。 论文关键词涉及激光器、半导体激光器、单管结构、光纤耦合、光束质量、光参数积和二阶矩，表明该研究集中在这些核心领域。文章的中图分类号TN248.4将它归类为光学技术的子领域，而文献标识码A则表明这是一篇原创性的科研论文。 这篇研究对于理解和优化单管半导体激光器的性能，特别是在光纤耦合应用中具有重要的理论和实践价值。通过深入研究光束质量的描述和评价方法，可以为激光器设计和应用提供更精确的依据，从而提升整体系统的性能和效率。