红外空心传能光纤聚焦系统的设计与优化

为了进一步提高光纤传输激光的效率,通过改善中红外光纤输出激光时的光斑及发散角的大小设计了双透镜和两种三透镜光学聚焦系统,并得到相应的光斑图形.运用MATLAB软件对实测的光斑进行模拟计算,得到了光斑的强度分布图,通过分析计算不同聚焦系统中的不同位置处光斑的大小,计算井得到了光束发散角.实验结果表明,3种方案中凸凹凸三透镜聚焦系统效果最佳,输出的光斑直径为0.33 mm,光束的发散角为042°,提高了耦合效率,降低了传输能量的损耗.     

LD端泵浦Er^3＋：Yb^3＋共掺固体激光器的耦合系统设计

利用矩阵光学方法对Er^3＋：Yb^3＋共掺固体激光器的耦合系统进行了设计,推导了高斯光束经耦合系统聚焦后束腰宽度和像距的计算公式．以此计算结果为依据,Er^3＋：Yb^3＋共掺磷酸盐玻璃为工作介质,成功地实现了常温下连续输出TEM00模的1．54μm激光,最大输出功率为30mW,光光转换效率约为1．06％．     

Nd:YAG激光器的热透镜效应及其对激光输出的影响

对Nd：YAG激光器的热透镜效应进行了分析，给出了实验测量动态热效应的方法．利用矩阵光学的方法，分析了热透镜效应对激光输出功率和光束质量的影响，并计算了两种谐振腔参数下的束腰宽度ωo、远场发散角θo和模体积V随热焦距f的变化情况．     

自聚焦透镜在全固态激光器中的应用

全固态激光器被广泛应用于光学传感、干涉测量、微波光电子等重要领域。为了分析自聚焦透镜在全固态激光器中的应用,本文介绍了LD光纤耦合端面泵浦Nd:YAG激光系统组成,利用自聚焦透镜的传输矩阵,根据ABCD公式,采用q参数,理论分析了自聚焦透镜对LD泵浦光束的传输特性。建立了LD端面泵浦固体激光系统,研究了泵浦光与振荡激光的模式匹配程度对激光器输出特性的影响。研究表明,自聚焦透镜用作全固态激光器泵浦光的耦合镜,可简化泵浦系统,提高泵浦光的耦合效率。     

含负折射率光学透镜传感器

基于激光光线传输矩阵,研究了高斯光束通过不同折射率透镜后,出射光波束腰位置,出射、入射束腰半径大小之比同入射光波束腰位置的定量关系,结果表明:入射光束束腰位置和透镜折射率均可影响高斯光束的输出光学参量.在此基础上,设计了一种光电传感器用于检测蔗糖溶液浓度,定量研究了溶液浓度和出射高斯光束腰位置的对应关系,相关统计参量表明这类传感器可以实现对溶液浓度的高精度测量.     

含滤波器多模光纤激光器有效反射率的分析

基于改善多模光纤激光器输出光束质量目的,提出了其含有抑制高阶模输出的光纤滤波器的理论模型.运用模式耦合理论,对此模型进行了理论分析,导出了滤波器与端面反射镜构成系统有效反射率的表达式.并根据其表达式作了数值模拟,结果为:对于含滤波器的多模光纤激光器,其高阶模的有效反射率较小,低阶模的有效反射率较大.结论表明,在多模光纤激光器系统中设置一个光纤滤波器,使得低阶模比高阶模更容易起振,可以有效地改善其输出光束的质量,为实验研究提供了一定的理论依据.     

输出耦合镜材料的吸收对激光光束影响的理论分析

在给出大功率激光器输出耦合镜基模和多模两种理论模型的基础上分析了材料吸收对激光器输出光束的影响。对于在通常使用参数下，ＧａＡｓ和ＺｎＳｅ 材料输出耦合镜吸收对于激光束的影响及热透镜效应作了数值分析。     

半导体激光器激光光束的研究

分析了半导体激光器的特征,从激光束的半宽度和激光光束发散角两个方面分析了高斯光束的结构特性,研究了激光束通过薄透镜的变换规律,求出会聚后高斯光束腰的宽度和位置,根据束腰位置与焦距的大小关系讨论了高斯光束的聚焦问题.研究了利用柱面透镜对激光光束的准直整形实验原理及实验装置、方法,在此基础之上讨论了激光光束发散角的测量方法.     

浅析大功率半导体激光器面阵的光纤耦合技术

近年来,半导体激光阵列发展迅猛,但由于输出光束质量差,影响了其直接应用。因此,改善大功率半导体激光器的光束质量成为各国关注的焦点。本文在介绍光纤耦合技术的基础上,对大功率半导体激光器面阵光束整形方案进行了分析和研究。     

拉锥球透镜光纤和柱状楔形透镜光纤与半导体激光器耦合的比较研究

分析光通信领域光发射次模块中拉锥球透镜光纤和柱状楔形透镜光纤与半导体激光器耦合的技术,建立这2种透镜光纤与半导体激光器耦合的模型。通过数学推导与软件仿真,得到出射波长为1 310 nm,平行结平面与垂直结平面发散角分别为13.00°与38.27°的双异质结激光器与这2种透镜光纤耦合时的耦合效率及多种对准误差的容忍度。同时,将这2种耦合方式的耦合效率、微透镜加工精度要求、纵向间隙与横向偏移容忍度、角度偏差容忍度以及同时存在有横向偏移与角度偏差时的容忍范围进行比较。研究结果表明:柱状楔形透镜耦合效率最大值达96.09%,远高于拉锥球透镜的耦合效率,而与柱状楔形透镜相比,拉锥球透镜在容忍度方面没有显著的优势,总体上,柱状楔形透镜光纤在与半导体激光器耦合中较拉锥球透镜光纤有更好的表现。     

LD端面泵浦全固态绿光激光器耦合系统研究

目的 为了研究泵浦光与基模光的模式匹配问题。方法 利用矩阵光学方法，推导了高斯光束经耦合系统聚焦后束腰宽度和像距的计算公式。结果 计算出了焦点位置与晶体端面的距离。结论 以此计算结果为依据，实现了8．0W的532nm绿光激光输出。     

双包层光纤激光器泵浦源的光束整形及耦合系统

为了提高双包层光纤激光器泵浦光的耦合效率,对泵浦光采用直角棱镜组进行了光束整形、空间滤波、非球面镜聚焦。实验测得滤波小孔尺寸为2mm×0.8mm时,聚焦光斑为325μm×200μm,系统的耦合效率为38％。该系统适当改进后可用于实施百瓦级光纤激光器的泵浦实验。     

160 Gbps光通信系统中光纤准直器的基准插入损耗与功率代价研究

在几何光学和高斯光束传输理论的基础上,运用矩阵光学原理与高斯光束耦合理论,分析了基于自聚焦透镜光纤准直器引入高速光通信系统的基本插入损耗、回波损耗等特性,并采用光纤衰减基准测试方法对理论计算进行了实验验证.在160 Gbps光通信系统中分析了该器件对系统传输性能的影响,对误码率曲线进行了测试对比,讨论了光纤准直器增大系统功率代价的原因.     

波分复用器件自聚焦透镜耦全系统的优化设计

利用光纤矩阵方法和高斯光学的耦合损耗理论,对波分复用器件的自聚焦透镜耦合系统进行了分析,得出了一种优化设计耦合系统的分析和计算方法.结合计算结果的曲线,分析了耦合系统中透镜长度对耦合损耗的影响,提出了通过调整入射单模光纤与自聚焦透镜粘接的角度来减小耦合损耗的新方法.     

波分复用器件自聚焦透镜耦合系统的优化设计

利用光纤矩阵方法和高斯光学的耦合损耗理论，对波分复用器件的自聚焦透镜耦合系统进行了分析，得出了一种优化设计耦合系统的分析和计算方法。结合计算结果的曲线，分析了耦合系统中透镜长度对耦合损耗的影响，提出了通过调整入射单模光纤与自聚集透镜粘接的角度来减小耦合损耗的新方法。     

双曲柱面-平面透镜的准直性能

根据光线传播的基本原理,通过计算和推导,用解析式表达并讨论了半导体激光器快轴方向发散光束通过双曲柱面-平面透镜后的准直特性、光强分布和半宽度。本文的讨论为正确认识和使用微双曲柱面-平面透镜,改善半导体激光快轴方向光束的发散,提高光束质量提供了理论依据。     

全国产化掺镱双包层高功率光纤激光器的研制

利用自行研制的大模面积双包层光纤和光学耦合系统以及国产的LD泵源,研制开发出一种便携式掺Yb3 双包层光纤激光器,最大激光输出功率达到了12.73W,斜率效率为76.9%,激光器的光-光转换效率为45%.实现了全国产化的、高功率、高转换效率的稳定激光输出,而且具有较高的光束质量.给出了该激光器的实验结果,并对其主要特性进行了简要的分析.     

MAXWELL鱼眼微球透镜准直性能的研究

球对称梯度折射率(Gradientrefractiveindex,GRIN)微球透镜具有体积小、光路短、外形易加工、使用易调整,且无螺旋光线、像差小等优越光学性能[1],在微型光学系统和集成光学中具有诱人的应用前景。本文研究了MAXWELL鱼眼微球透镜对由光纤端部出射的发散光束的会聚作用。计算结果表明,若将该种透镜用于光纤耦合准直器,其准直效果将优于由均匀介质球构成的相应系统。     

双曲柱面-平面透镜准直的误差分析

根据光线传播基本原理,通过计算和推导,用解析式表达并讨论了半导体激光器快轴方向发散光束通过有偏心率误差的双曲柱面-平面透镜后的准直效果,为正确认识、纠正误差,尽可能发挥双曲柱面-平面透镜的准直作用,改善半导体激光快轴方向光束的发散,提高光束质量提供了理论依据.     

半导体激光器的微柱透镜准直方法研究

半导体激光器由于具有体积小、功率大、效率高等特点受到了越来越多的重视。而半导体激光器较差光束质量在很多情况下都影响着它的应用,探索改善半导体激光器光束质量的方法一直是研究的重点和热点。本文围绕半导体激光器的快轴光束准直开展研究,采用Zemax软件建立半导体激光器的微柱透镜准直模型,系统探讨了准直系统中柱透镜存在位置偏...