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1. 摘要 C(*)7|
m 1) 這個(gè)案例顯示了使用球面準(zhǔn)直透鏡和一個(gè)柱面透鏡對(duì)“邊緣發(fā)射”（“edge-emitting”）半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的高斯光束進(jìn)行像散矯正。 9^c"HyR 2) 參數(shù)優(yōu)化（parametric optimization）用于找到最優(yōu)的柱面透鏡焦距來減小光束像散。 ETVT.R8 3) 由于準(zhǔn)直透鏡的光束剪切，優(yōu)化后的系統(tǒng)的波動(dòng)光學(xué)分析顯示有旁瓣（side-lob）。 P%Ux-0& Uyyw'Ni 2. 半導(dǎo)體激光器的像散 W(tXq 1) 通常由“邊緣發(fā)射”（“edge-emitting”）半導(dǎo)體激光器發(fā)出的光是像散，這意味著在x-z-平面和y-z-平面高斯光束的腰位置并不在同一軸向位置z。像散的幅度由距離p決定。 Iq[,)$ 2) 此外由于激光半導(dǎo)體中有源層的形狀，光束在x和y方向具有不同的發(fā)散角。在此例子中，我們假設(shè)：Θ𝑥<Θ𝑦，意味著x方向是光束的慢軸且y方向是光束的快軸. )Z 3 fytY ;EfMTI}6K KhV;
/>( 3. 像散補(bǔ)償 ^5~[G%G4 1) 像散可以由準(zhǔn)直透鏡和一個(gè)柱面透鏡補(bǔ)償。 {N,w5!cP 2) 此外，這個(gè)裝置在x和y方向上對(duì)光束進(jìn)行準(zhǔn)直，這樣最終的發(fā)散角在兩個(gè)方向上是相等的。 T {lJ[M ]g; K_>@ 4. 半導(dǎo)體激光像散的建模 M Pd#C*c uQ.VW/>
假設(shè)折射率波導(dǎo)（index-guided）半導(dǎo)體激光器有很高的光束質(zhì)量，這意味著光源可以由一個(gè)簡單的基模厄米（Hermite）高斯模式模擬。 CQ3{'"b
請(qǐng)注意VirtualLab也可以模擬多�；蚋唠A半導(dǎo)體激光器。詳情請(qǐng)查看Scenario567。 @]h#T4z'
在本例中，半發(fā)散角度(1/e2)是：Θ𝑥=6.5°和Θ𝑦=26.5° w,.Hdd6
單色源的波長為670nm。 ~qT+sc!t
像散的大小p可以由y和x平面之間的 “偏移”（Offset）這個(gè)參數(shù)定義。在我們的例子中是-10um，對(duì)折射率波導(dǎo) ~dw l7Qc m"vV=6m| \  Swua dN 圖1
下圖顯示了由激光二極管發(fā)出的像散波前。 k\}qCDs M$gy J!Pb 圖2 zj;y`E Nj 5. 準(zhǔn)直透鏡孔徑的光束剪切 &[KFCn 1) 由于半導(dǎo)體激光光束有很大的發(fā)散角，準(zhǔn)直透鏡必須放在二極管前面的幾毫米之內(nèi)。通常透鏡數(shù)值孔徑小于Θ𝑦，并且透鏡孔徑在y方向剪切或截趾了光束。這種剪切影響光束的衍射特性，所以“旁瓣”（”side-lob”）出現(xiàn)在光束的遠(yuǎn)場圖案中。因此，光束傳播不能僅用簡單的高斯傳播技術(shù)。更一般的衍射積分，像平面波的角譜（SPW）方法在VirtualLab中用來確保自由空間中的光束的嚴(yán)格傳播。 c(Aj M9s 2) 在我們的示例中，球面準(zhǔn)直透鏡的數(shù)值孔徑是： m%E 7V{t NA=0.37 u;:N 4d=f' 并且焦距 6C/ D&+4 f=5mm。 LVLh&9 |R*fw(=W 6. 柱面透鏡 rd 1&?X 1) 在我們的示例中，假設(shè)柱面透鏡引入拋物線相位： #PA"l` "  GW{Nc !) 在此，fx=∞。（在我們的例子中，我們使用100km來近似∞。） ]yVB66l 2) 在下面我們將通過使用參數(shù)優(yōu)化（parametric optimization）來補(bǔ)償光束像散。我們將找到最佳值 ，以確保在x和y方向上的最終半發(fā)散角相等。 m|"MJ
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