一种半导体激光器多模光纤耦合技术

金阿立　周斌　乔显金　周树阳　杨发伦

摘 要：用于激光夜视监控系统的半导体激光器发出的光束通常是椭圆高斯光束。为了克服其高阶模的不均匀性、大垂直发散角等问题，需要利用光纤耦合技术对激光光束进行整形和光斑均匀化处理，以便于工程应用。在分析光纤耦合技术原理及耦合损耗的基础上，对半导体激光器与多模光纤耦合问题进行讨论，给出可行的耦合工艺方法，实现了光斑的均匀化输出。

关键词：半导体激光器 光纤耦合 整形 光斑均匀化

中图分类号：TN248；TN25 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）04（c）-0099-03

半导体激光器可用于激光夜视监控系统等中远距离照明场合，为了克服其高阶模不均匀性、大垂直发散角等问题，需要进行光纤耦合。其目的是将激光光束低损耗地耦合到系统中，通过压缩光束发散角或光束束腰半径实现光束整形，以改善远场对称性和光斑形状，便于工程应用。半导体激光器与光纤耦合技术一直是近年来的重要研究方向，产生了如单模光纤耦合、单管多模光纤耦合、列阵大功率光纤耦合等耦合系统。其中，国外多模光纤耦合可从芯径100μm得到30W以上功率。国内半导体激光器芯片的制作工艺还存在一定差距，比如出光面尺寸较大，发散角内光功率占比比较低等。本文根据照明激光光源整形和均匀化要求，采用多模光纤耦合技术，对半导体激光器输出光斑进行耦合处理，以实现中等输出功率和中等距离的激光照明效果。……