单管半导体激光器光学系统热特性.PDF

第43卷 第7期 北 京 工 业 大 学 学 报 Vol.43 No.7 2017年 7月 JOURNAL OF BEIJING UNIVERSITY OFTECHNOLOGY Jul. 2017 单管半导体激光器光学系统热特性 曹银花,张摇 彦,邱运涛,张雨桐,李摇 景,姚摇 磊,刘友强,王智勇 (北京工业大学激光工程研究院,北京摇 100124) 摘摇 要:激光器光学系统的热效应会影响激光的传输和激光器的使用,为了研究热效应对半导体激光器光学系统 的影响,利用ANSYS有限元软件对多单管激光器单元模块进行了热应力分析. 模拟分析了光学器件对应输出功率 的热特性,并通过Matlab软件利用Zernike多项式进一步拟合分析了输出功率对应系统光学器件的光学特性. 结 果表明:光学元件在热效应的影响下像差主要为像散,为后续像差补偿方式的设计提供指导. 关键词:ANSYS;热应力分析;半导体激光器;热特性 中图分类号:TN242 文献标志码:A 文章编号:0254-0037(2017)07-1086-07 doi:10.11936/ bjutxb2016040088 Thermal Characteristics of a Single Emitter Diode Laser Optical System CAO Yinhua,ZHANG Yan,QIU Yuntao,ZHANG Yutong,LI Jing,YAO Lei,LIU Youqiang,WANGZhiyong (Institute of Laser Engineering,Beijing University of Technology,Beijing 100124,China) Abstract:The thermal effect of alaser optical systemwill affect thetransmission of thelight andtheuse of laser. To study the influence of thermal effect of the laser optical system,the finite element analysis software of ANSYS was used to build a thermal鄄stress analysis about single emitter laser unit module system in this paper. The thermal characteristics of the device corresponding for different output powers were studied,and the optical properties of optical device was analyzed by the software of Matlab using Zernike polynomial further. Results show that the main aberration of optical element under the influence of thermal is astigmatism,which provides a guidance for design of aberration compensation mode later. Key words:ANSYS;thermal鄄stress analysis;diode laser;thermal鄄characteristics 摇 摇 半导体激光器具有体积小、功率高、使用寿命长 考虑多种因素或载荷对系统的作用结果,这也就 等优点,其在生产和生活中应用广泛,但是由于其电 是集成分析的思想. 1981年,美国的Jacob Miller 光转化效率的缘故及外光路中光学元件的对光的吸 等提出了光机热集成分析的思想,并首次将其应 收作用,会产