半导体激光器特性及光纤耦合方法

2005/3/25/15:19　　半导体激光器(Laser Diode，LD)及其阵列（Laser Diode Array，LDA）由于具有体积小、重量轻、发光效率高和易调制、容易集成等优点被认为是最有前景的激光器。

    大功率半导体激光器要求激光器非单发光区结构而是由这些单发光区按照某一规则排列成线阵（BAR CHIPS）或面阵（STACKED ARRAY），图5 为典型的大功率条阵半导体激光器的发光截面示意图。

    半导体激光器的特殊结构使得它的发散角较大，而且存在着像散，给使用带来了很多不便，制约半导体激光器应用。除了极少数的应用，如DPL 的侧面外，大多数应用，如半导体激光器泵浦的全固态激光器（DPSSL）的端面、光纤激光器以及要求较高的侧面泵浦激光器都要求对LDA 光束进行整形，形成小芯径、小数值孔径、高亮度的光纤耦合激光输出。较早的方法是将一根光纤和LDA 的每一个发光区一一对应，形成一捆光纤束。这种方法在大功率时须采用一大捆光纤束而光亮度并不大，也难于对该光束进行进一步的整形来提高光亮度，因此该方法已趋于淘汰。

    考虑到微光学元件和大功率半导体激光器阵列都具有微型化、阵列化的特点，采用微光学元件对半导体激光器光束进行准直、整形和耦合被认为是最有前景的方法微透镜阵列光束整形。

    首先采用微透镜阵列将LDA 光束准直成准直光束，然后进一步将光束进行整形，最后将整形光束聚焦耦合到光纤，如图6 所示。