半导体激光器到单模光纤的高效耦合技术

本文在阐述了半导体激光器到单模光纤的耦合损耗来源之后，对几种典型的耦合技术作了较为详细的分析和比较，明确了增大数值孔径、减小系统球差和椭圆度校正三个主要因素对进一步提高耦合效率的意义。最后，探讨了耦合技术的发展前景。     

单模光纤激光器耦合损耗分析

用函数逼近方法，将单模光纤中的光场分解为若干个高斯光束的迭加。在此基础上讨论了光纤端面相距反射镜为Ｌ时的耦合损耗。解释了实验中观测到的光纤耦合损耗行为。     

半导体激光器与单模光纤的耦合研究

对半导体激光器与单模光纤的耦合问题进行了研究。文中对采用自聚集透镜对及采用薄透镜与自聚焦透镜组合来提高耦合效率的方案进行了理论分析，导出了各自方案中各组件的最佳空间位置，并给出了相应的实验结果。     

半导体激光器与单模光纤的耦合—理论与实验研究

本文介绍半导体激光器与单模光纤耦合的理论与实验研究.采用拉锥光纤,实验测量的高功率大辐射角半导体激光器与单模光纤之间的耦合效率为44％.     

光纤耦合高功率半导体激光器系统

介绍了利用多模光纤同空间列阵半导体激光器实现有效耦合,再将光纤组合后输出的技术.阐述了半导体激光器与光纤耦合的一般理论.对半导体激光器的发散角、多模光纤和半导体激光器耦合的常规技术进行了分析.介绍了多模光纤和半导体激光器耦合的新技术,即在半导体激光器与光纤之间加光纤微透镜的耦合技术.这种技术可有效地提高耦合效率,使之达到80%以上.将空间列阵半导体激光器通过光纤耦合后组合输出是使半导体激光器得以实际应用的有效途径.(PC5)     

高功率阵列半导体激光器的光纤耦合输出

采用柱透镜对10单元阵列半导体激光器的输出光束进行了有效收集和预准直及多模光纤之间的耦合实验。激光器采用808nm波长、150μm条宽的发射单元,周期为1000μm,与200μm芯径平端光纤阵列的耦合效率高达75％,光纤输出功率7．5W,分析了影响耦合效率的主要因素。     

高功率单模钕光纤激光器

双包层单模光纤激光器是产生高亮度连续辐射的有效手段。它们的一个基本优点是工作物质上的热负荷相当小，这是因为光纤的侧面积与它的体积之比很大，用这种激光器可以生产功率为～10W的连续波激光辐射流[1~3]。本文报道用波长为λ＝0．81μm的半导体激光器列阵的辐射泵浦双包层单模光波导产生3W输出的钛光纤激光器。这种结构的特点是激光光波导第一层的截面形状以及用气相铝的沉积制作光波导芯。激光光波导的结构见图1（a），它由单模芯1，壁厚为290μm的直角形（此处是正方形）的第一包层2，折射率比第一层小的第2包层3以及保护层4构成。…     

基于抛物线拟合的光纤自动对准算法

半导体激光器（LD）与单模光纤（SMF）耦合时,峰值功率搜索算法是实现自动对准的关键.对LD和SMF端面耦合特性进行了分析,进而设计了基于抛物线拟合原理的光纤自动对准算法,给出了算法的具体实现方法.实验证明,与传统的爬山法相比,这种算法由于减少了采样点数而缩短了搜索时间,收敛速度快,从而提高了自动对准的速度.     

激光二极管与单模保偏光纤的耦合研究

给出了一种处理激光二极管经透镜与单模保偏光纤耦合的精确方法,测量了半导体激光器的光束质量,对其光束的收集、准直、整形、聚焦和耦合进入光纤进行了实验研究,同时测量了整形系统和光纤的定位灵敏度.对球面微透镜光纤与激光二极管耦合的方法进行了理论分析,讨论了透镜参数、耦合形式、激光二极管波像散对耦合效率和特性的影响,给出了2种实际耦合系统的实验计算结果,并与理论计算作了比较,结合实验得到了微透镜的优化参数,且将结果应用到了激光二极管与单模保偏光纤耦合实验中,得到了总的耦合效率为36%.     

衍射器件实现单模光纤与光波导低损耗耦合

提出了一种集成化衍射光学模式转换器。利用衍射光学器件(DOE)实现模式转换，消除模式失配，实现单模光纤(SMF)与光波导的低损耗耦合。DOE的相位分布由数值迭代相位恢复算法优化得到。在迭代算法中引入一种新的混和远场约束，达到很高的模式转换质量。此方案适用于任何波导结构。分别针对不同尺寸及不同折射率对比度的方形波导、薄膜波导和脊形波导进行了设计，耦合损耗均降至0.12dB以下。     

LD激光与单模光纤耦合时的失准容忍度分析

本文导出了ＬＤ激光与带端面微透镜的单模光纤直接（ＳＭＦ）耦合时的失准容忍不变量－失准容忍面积。并指出横向与角向的中心失准容忍度分别与ＬＤ的模斑尺寸、ＳＭＦ模斑对应的远场发散角成正比；而横向和角向的最大失准容忍量却分别与ＳＭＦ的模斑尺寸、ＬＤ的远场发散角成正比。最大失准容忍量是中心失准容忍量的Ｋ倍。     

激光二极管与单模保偏光纤的耦合分析

给出一种处理激光二极管经透镜与单模保偏光纤耦合的精确方法,讨论了透镜参数、耦合形式、激光二极管像散对耦合效率的影响,给出两种实际耦合系统的计算结果并与实验结果作了比较     

包层模对单模光纤模耦合损耗的影响

本文研究,当纤芯和包层间的折射率差非常小时,单模突变光纤在生产过程中由随机芯径波动所引起的模耦合损耗受包层模影响的程度。     

双包层光纤抽运光的微型棱镜侧面耦合法的耦合效率分析

微型棱镜侧面耦合方法是目前双包层光纤抽运光耦合的新方向之一,提出一种新型的棱镜耦合方法,并从理论上计算了该方案的耦合效率。采用几何光学方法分析了影响耦合效率的最主要因素——抽运光束相对于微型棱镜入射端面倾斜角度对耦合效率的影响情况;通过数值计算,证实这种棱镜耦合技术的耦合效率理论上可达到90％。是一种具有优化结构的棱镜侧面耦合法。     

基于单模光纤选模机制的单模输出6芯光纤激光器

为了实现多芯光纤激光器的单模输出,提出一种新的选模机制,即利用单模光纤进行选模。采用单模光纤和全反镜相结合作为选模器件,可以使6芯光纤激光器中同相位超模的耦合效率远远大于其他高阶超模,从而使高阶超模得到有效的抑制,实现高亮度的同相位超模单模输出。为了提高同相位超模的耦合效率,可以进一步优化单模光纤纤芯尺寸,同时调节单模光纤和6芯光纤之间的间隙距离。将同相位超模的耦合效率代入速率方程进行理论模拟,证明输出功率和耦合效率之间的必然联系,结果显示同相位超模输出功率随着耦合效率的增大而增大,得到单模输出的最大光-光转换效率为63.7%。     

单量子阱激光器的温度特性分析

本文从时域和频域模拟分析了单量子阱半导体激光器的温度特性,给出了建模方案以及各种模拟分析。结果表明它具有较好的温度特性和较大调制带宽。当温度从250K变化至350K时,调制带宽仅从25．00GHz减至21．72GHz。