LD光束在自聚焦透镜中的传输特性.pdfVIP

维普资讯 第 36卷 增刊 光 子 学 报 V01．36 SUP 2007年 6月 ACTA PHOTONICA SINICA June2007 LD光束在 自聚焦透镜中的传输特性* 徐强 ，曾晓东 ，安毓英 ，曹长庆 (1西安 电子科技大学 理学院，西安 710071) (2西安电子科技大学 技术物理学院，西安 710071) 摘 要：基于分析激光二极管光束传输特性，运用厄米一高斯光束描述其远场分布．将 自聚焦透镜 用于激光二极管的光束整形 ，用 2阶传输矩阵描述 自聚焦透镜．运用 Collins衍射积分公式，分析 了 LD光束在 自聚焦透镜中传输场分布的解析表达式．在此基础上 ，数值计算 了一种 LD光束在 自聚 焦透镜 中场分布．该模型结构简单 ，可用于分析光束传输特性和设计光束整形系统． 关键词：激光二极管；椭圆厄米 高斯光束；自聚焦透镜 ；光场分布 中图分类号：TN248 文献标识码 ：A 0 引言 上面描述的椭 圆厄米高斯光束通过一阶ABCD光 学系统的传输满足 Collins公式口妇 近年来 ，激光二极管 (Laserdiode)及其阵列 E(x，Y，z)一 (i／aB)E(x，Y，0)exp{一 (ik／2B) (Laserdiodearray)因为高效、稳定、结构简单 ，可制 [A(：+ ：)一2(。+ 。)+D(。+ 。)])d 。d。 成小体积全固化器件等特点，从而得到迅速的发展 ， 将式(1)、(2)代入式(3)积分可得 但是 由于激光二极管的光束质量不好 ，输出的激光 E(x，Y，)：—_==============兰============ 发散角大 ，且光斑近似为椭圆．无法用一般的光学系 ffcos($-g2：)+sin(z)／(n。q。 ) 统直接改善而达到高功率密度输 出，而 自聚焦透镜 (GRIN)作为一种新型光学器件用于激光二极管整 In0【qo*ctg(z)+1J、O(A1(z))× 形 ，与普通透镜相 比，它具有体积小、重量轻、成像质 1 量好 、共轭距短、并使光学系统结构简化等特点，从 一 ● 而 自聚焦透镜及其阵列越来越广泛用于半导体激光 dcos(z)+sin( )／(n。q。 ) 器光束整形之 中口]． exp p(一一【ik 。一一 。J)‘ ㈣(5 本文以椭 圆厄米高斯光束为基本模型，运用 式中，q。，q (— ，Y)分别为 z=0和 z平面处的复 Collin公式讨论了激光二极管出射光束通过 自聚焦 q参量 ，且有 透镜的传输场分布和解析表达式． 一 (6) 1 椭圆厄米高斯光束通过 自聚焦透镜 的传输 qol一一——_