各发达国家都相当重视大功率半导体激光器的发展,制定了相应得发展计划,如德国的“BRIOLAS”计划,欧洲的WWW.BRIGHTER.EU计划,美国的“SHEDS”、“ADHELS”计划等,把提高半导体激光器的输出功率和增加亮度作为其主要目标之一,使半导体激光器的激射波长得到很大的拓展,覆盖了紫外、可见、红外、中红外,甚至到THz波段。在实际应用过程中,亮度代替功率成为一个重要因素,单个半导体激光叠阵的光功率已经不能满足实际的需求,这就要求将多个半导体激光器耦合成一束激光,可直接输出或者由光纤耦合输出,以提高输出功率和亮度。所以采用怎样的光束耦合技术能实现高亮度高光束质量的输出就成了一个关键性的问题。为得到更大亮度的激光输出,可通过改善输出功率和光束质量实现:在功率不变的情况下,通过提高光束质量,获得较高功率密度。本课题中,通过光学、机械等各方面设计,研制出1000W高效880nm半导体激光光源。利用偏振合束及光束整形相结合技术实现2600W功率输出,国内尚未见报道。采用自行设计光束整形及技术将光束进行分割重排,最终实现快慢轴方向光束质量的均衡,得到千瓦级双波长高光束质量的半导体激光合束光源,光束质量达到17.5mm mrad*17.5 mm mrad,国内尚未见报道。本论文一共分七章完成,第1章为绪论,介绍大功率半导体激光器的应用与发展现状;第2章介绍大功率半导体激光基本原理,分析了大功率半导体激光器的输出特性;第3章介绍光束整形技术及设计;第4章介绍了半导体激光光束准直,分析激光器的smile效应对激光器光束质量的影响;第5章设计大功率半导体激光器迭阵光束整形方案;第6章大功率半导体激光光束整形及实验,设计使用多种耦合相结合的方案以提高半导体激光亮度;第7章下一步的工作展望,光束质量的进一步提高。
