基于单发光区芯片的大功率光纤耦合激光器的输出远场特征分析

夏晓宇，高 欣，许留洋，曹曦文，乔忠良，王宪涛，薄报学

(长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室，吉林长春 130022)

基于单发光区芯片的大功率光纤耦合激光器的输出远场特征分析

夏晓宇，高 欣，许留洋，曹曦文，乔忠良，王宪涛，薄报学∗

(长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室，吉林长春 130022)

为研究光纤耦合激光器的输出远场特征，基于ZEMAX光学设计软件，模拟了基于单发光区激光器芯片的多种光纤耦合结构，分析了不同耦合结构的输出远场特征。模拟结果表明:单管耦合输出远场分布通常为中间亮、边缘暗的圆形光斑。当准直后的光束快慢轴光束尺寸基本一致时，远场输出光斑均匀性会得到极大改善；当存在光纤轴心角向误差(大于1°)时，远场输出光斑的均匀性会明显降低。多单管耦合时，单管之间的台阶高度若大于准直后的快轴光斑尺寸，则对应的远场输出为有暗区的同心圆环，单管的数量对应圆环的数量。为了提高输出远场分布的均匀度，应严格控制合束单管之间的台阶高度。

单发光区激光器；ZEMAX；光纤耦合；远场特性

1 引 言

近年来，大功率半导体激光器在激光材料加工、泵浦光纤激光器和固体激光器、军事应用等领域得到了广泛的应用[1]。与激光bar条和叠阵相比，单管半导体激光器具有光束亮度大、体积小、可靠性高、温度可控性好的优点[2]，但是其输出功率低，不能满足大功率激光输出的应用要求，所以需要将多个单管激光器的输出光束耦合进光纤中以提高输出功率[3]。……