基于ZEMAX的半导体激光器非球面准直透镜设计

为了解决半导体激光器出射光束发散角大的问题,根据几何光学原理,分别针对半导体激光器弧矢和子午方向的不同发散角度建立数学模型,设计出了在两个相互垂直的方向上具有不同非球面面型的非球面透镜,并在ZEMAX光学设计软件中进行了仿真。经非球面准直透镜准直之后,半导体激光器快慢轴方向的发散角分别从35°和7.5°压缩到了1.8 mrad和0.84 mrad,在距离光源10 m处接收面上的总光功率为0.497 W,光能利用率高达99.4%。结果表明,在相互垂直的方向上具有不同面型的非球面准直透镜对半导体激光器的准直具有良好的效果。     

半导体激光器光束的准直

本文从高斯光束出发对半导体激光器的既简单又经济实用的准直法－－单透镜准直法进行了理论分析和实验。实验结果与理论计算基本相符，表明只要采用一个相对孔径Ｄ／ｆ较大的透镜，并置其对半导体激光器有合适位置，则可以得到令人满意的准直效果。     

阵列半导体激光器光束准直设计

根据变折射率介质对光束自动聚焦特点,并利用光线微分方程,设计了阵列变折射率介质棒准直阵列半导体激光束,计算机仿真表明,该准直系统能达到较为理想的准直效果,其准直结果可达3mrad～4mrad。     

半导体激光器的二元光学消像散准直器件

基于衍射理论，为半导体激光器设计并研制了一种二元光学消像散准直器件。器件表面是具有多位相的浮结构，可以在ｘ、ｙ方向产生不同的焦距，并校正４０－５９μｍ的像散。     

大功率半导体激光器二元光学消像散准直器件设计

半导体激光器发出的光束具有较大的发散角且存在像散,严重影响了其应用。基于对半导体激光器远场分布的准确了解,提出了一种二元光学消像散准直器件的设计方法,并给出了详细的设计原理及过程。依据已知光束等相位面的具体分布（光束的像散因子也包含在其中）,可得到二元光学器件的相位分布,使光束经过此二元光学器件后,等相位面成为平面,达到了准直、消像散的目的。此方法简单、直观,具有很高的准确性和可行性。所得二元光学器件表面具有多位相的浮雕结构。     

半导体激光的准直系统设计

本文简单介绍了半导体激光的光学特性;主要阐述了轴向尺寸受限半导体激光准直系统的设计方法和椭圆光束的整圆方法。     

大功率半导体激光器光纤耦合模块的耦合光学系统

针对 8 0 8nm大功率 Ga As/ Ga Al As半导体量子阱激光器的远场光场分布特点 ,提出了与多模光纤耦合时对耦合光学系统的特殊要求 ,并根据低成本、实用化的要求设计制作了专用的耦合光学系统 ,对耦合光学系统的实际性能进行了测试 ,给出了耦合效率统计分布图、耦合偏差曲线和高低温可靠性实验结果 .用设计制作出的实用化耦合光学系统完成了输出功率 15— 30 W,光纤束数值孔径为 0 .11— 0 .2 2的半导体激光光纤耦合模块 ,模块的使用结果表明耦合光学系统稳定、高效、实用     

大功率半导体激光器光纤耦合模块的耦合光学系统

针对808nm大功率GaAs/GaAlAs半导体量子阱激光器的远场光场分布特点,提出了与多模光纤耦合时对耦合光学系统的特殊要求,并根据低成本、实用化的要求设计制作了专用的耦合光学系统,对耦合光学系统的实际性能进行了测试,给出了耦合效率统计分布图、耦合偏差曲线和高低温可靠性实验结果.用设计制作出的实用化耦合光学系统完成了输出功率15-30W,光纤束数值孔径为0.11-0.22的半导体激光光纤耦合模块,模块的使用结果表明耦合光学系统稳定、高效、实用.     

便携式脉冲调制型医用半导体激光器的驱动电源及光学透镜系统的设计

针对脉冲激光器穴位照射治疗的特点,对半导体激光二极管（LD）的驱动电路及光学镜头系统的设计进行了研究。本文设计了一款新型的锂电池供电便携式脉冲医用激光器,介绍了采用脉冲调制恒流驱动的原理以及采用透镜组和电路调整的方法改变激光照射功率密度的光学镜头的设计方法。该款脉冲激光器适用于激光体外穴位照射,对激光临床应用有一定的意义。     

多模光纤复合腔1.3μmInGaAsP激光器产生ps超短光脉冲

本文报道采用多模光纤外腔形式,从1.3μmInGaAsP激光器中产生重复频率为1GHz的1.81ps超短光脉冲的实验结果,并对实验结果进行了讨论。     

激光热灼枪准直镜头设计与非球面优化方法

为了满足激光武器对光束质量日益增长的需求,提出了一种光学准直系统的设计思路及非球面镜优化方法,并将该方法成功应用于一款激光热灼枪的镜头设计,使该枪可以在更远范围内获得更高质量的准直光束。首先在战技参数分析和光路计算的基础上得到初始结构,而后对其进行非球面优化,并基于ZEMAX对两次仿真结果做出对比分析,数值结果显示优化结构具有显著优势,其非球系数和曲率半径分别为0.584 mm和115.37 mm,光能利用率在使用GB 1316-88减反射膜的情况下可达99.92%。经过公差分析后加工出镜头并与枪体组合进行了木板烧蚀实验,实验与仿真结果吻合度良好,镜头性能的优越性证明了所提出设计及优化方法的可行性与合理性,也为其他领域的类似问题提供了一定的参考价值。     

自聚焦光纤对半导体激光束的准直研究

介绍了一种新颖的利用自聚焦光纤对半导体激光束的准直技术。该方法结构简单、调整方便。实验研究表明其可使大发散角的半导体激光束压缩到0.01º的数量级,适合作半导体激光器的准直元件而运用于精密测试领域。     

LED自由曲面准直透镜的优化设计方法

提出了一种自由曲面准直透镜的优化设计方法。通过对二次B样条理论、Scheme语言和优化引擎的结合使用,实现了准直透镜的优化设计。采用1 mm×1 mm朗伯体发光的LED作为光源,透镜材料为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),通过对两款不同结构准直透镜的优化设计,可以实现发散角为±5°的准直照明,能量利用率均可达90%以上。与现有的优化方法相比较,此方法具有对初始模型依赖较低、设计方法简单和普适性高等特点。     

KrF脉冲激光退火制备锐钛矿TiO2薄膜

在常温下,用射频磁控溅射在石英衬底上沉积厚度约为200 nm 的TiO2薄膜,然后使用波长为248 nm 的KrF脉冲激光器,在不同功率密度下对薄膜样品进行辐照退火处理,并采用X射线衍射（XRD)、拉曼(Raman)、X射线电子能谱（XPS）、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨率扫描隧道显微镜（HRTEM）以及选择区域电子衍射（SAED）、紫外可见分光光度计等方法分析不同激光功率密度退火对TiO2薄膜的结构、表面形貌和透射率等性能的影响。结果表明当激光功率密度为0.5 J/cm2时,可获得高质量的锐钛矿TiO2薄膜,当继续增大光功率密度时,TiO2薄膜变为(1 1 0)取向的金红石相,其薄膜表面粗糙度也相应增大。     

基于环形光路纳秒激光脉冲展宽技术研究

从理论上分析了影响激光脉冲宽度的因素,建立了脉冲展宽与各影响因素之间的数学模型。通过 Matlab 软件模拟分析了不同因素对脉冲展宽的影响,分析得出在一定条件下,脉冲展宽效果最佳时分束镜反射率 R ＝0.38,光学腔长 L ＝940 cm。对 Nd ∶YAG 脉冲激光器纳秒激光进行了脉冲展宽实验,测试了脉冲宽度随着泵浦电压的变化情况。选取了泵浦电压为730 V,分束镜 R 为0.38,在初始脉宽为37 ns 的条件下通过改变腔长将激光脉冲分别展宽到37.5 ns,42 ns 和55 ns,实验数据与理论分析的误差分别0.98％,0.74％和2.1％。实验数据分析验证了建立的数学模型是可行的。     

不同的外部光反馈强度下外腔半导体激光器大信号调制特性

基于等效腔理论,计及光线在外腔中多次反馈的情况后,从理论上研究了不同的反馈强度下,外腔半导体激光器(ECSL)的大信号调制特性。数值模拟的结果表明:当外部光反馈非常强或非常弱时,调制深度在一个较大的变化范围之内,ECSL的光子数呈现单周期变化规律,且峰值光子数随调制深度呈现单调上升的趋势;当外部光反馈处于中度反馈时,当调制深度取不同值时,ECSL的光子数呈现单周期、多周期甚至混沌现象。     

基于TIR结构LED准直透镜的设计与实现

介绍了一种LED自由曲面准直透镜的设计方法,并运用该方法设计了一款基于全内反射,结构的准直透镜。对初始结构不断进行逼近,最终得到准直透镜的模型。透镜外径为35 mm,总高为21.5 mm。透镜匹配Cree公司XPE光源进行计算机模拟,效率高达84.8%,K值高达125.8 cd/lm。模拟应用于35 W的探照灯时,在100 m远处形成一个直径为8 m的圆形光斑,光斑中心照度高达60 lux。透镜实际样品被制作出后,经过测试,实际透镜的光束角为3.2°。此款透镜被用于实际探照灯灯具中。     

半导体激光器光束特性的计算机模拟与实验研究

为建立一套快速、准确的测量系统以适用于半导体激光器中、大规模生产的测试要求,利用有限元差分数值模拟方法对半导体激光器光束的近、远场分布,发散角等作理论模拟,利用测量系统对其光束的近远场分布、发散角等进行测量。最后提出相应方案处理测量结果以减小误差。与一般测量光束参数的系统相比,该测量系统具有兼顾简单快速与准确的优点。