半导体激光光纤耦合技术研究.doc

编号 本科生毕业设计 本科生毕业设计 Research on Coupling System between Laser Diode and Fiber 学 生 姓 名 专 业 学 号 1022134 指 导 教 师 分 院 光电工程分院 201ABSTRACT With the rapid development of optoelectronic devices, semiconductor lasers are used more and more. Semiconductor laser beam quality has become a major bottleneck restricting the application of semiconductor laser. The semiconductor coupling optical device and fiber is of great significance to improve the beam quality of semiconductor lasers. How to improve the coupling efficiency of semiconductor laser has become a growing concern. This paper introduces the application of fiber coupled semiconductor laser status and development trend of domestic and foreign research. Described the basic knowledge of semiconductor laser and optical fiber. This paper introduces several common methods for semiconductor laser to fiber coupling. Analysis of the factors affecting the coupling efficiency .And describes the coupling scheme of high power semiconductor laser array optical fiber. Keywords: Semiconductor Laser Diode Fiber Couple Couple Efficiency 目 录 第一章 绪论 1 1.1?研究的目的及意义 1 1.2?半导体激光器光纤耦合的应用 1 1.3?半导体激光器光纤耦合的国内外研究现状 2 1.4半导体激光器光纤耦合的发展趋势 2 第二章?半导体激光与光纤光学 4 2.1?半导体激光器的光束特性 4 2.2光纤理论 5 2.3光线在均匀折射率光纤中的传播规律 8 第三章?光纤耦合技术 10 3.1半导体激光光纤耦合的几种常用方法 10 3.2影响光纤耦合效率的因素 11 3.3光纤耦合时需要注意的问题 15 第四章 大功率半导体激光器及列阵光纤耦合具体方案 17 4.1大功率半导体激光器光纤耦合技术 17 4.1.1直接耦合 17 4.1.2利用光学系统对半导体激光与光纤进行耦合 18 4.2大功率半导体激光器列阵光纤耦合具体方案 20 4.2.1半导体激光器条形巴（LD Bar） 20 4.2.2二维半导体激光器堆栈（LD Stack） 21 4.2.3半导体激光器条形Bar的耦合方案 21 4.2.4光束整形 23 结 论 29 参考文献 30 致 谢 31 第一章 绪论1.1?研究的目的及意义1.2?半导体激光器光纤耦合的应用1.3?半导体激光器光纤耦合的国内外研究现状1.4半导体激光器光纤耦合的发展趋势第二章?半导体激光与光纤光学2.1?半导体激光器的光束特性2.2光纤理论2.3光线在均匀折射率光纤中的传播规律，是斜光线和光纤轴之间的夹角。∠KQT=，是斜光线在光纤内壁上的入射角。∠HQT=γ，是斜光线在入射点处横截面上的投影QH和法线QT之间的夹角，称为轴倾角。HT⊥OT，则QT垂直于KHT平面。这样，△QTH，△QKT，△QKH均为直角三角形。 在△QTH中， 在△QKH中， 在△QKT中， （2.1） 公式（2.1）说明了三个角之间的关系。显然光线在光纤内壁发生全反射的临界角c是不变的，c=n2/n1，而cosc=，这样就可以得到斜光线的全反射条件为：