高功率、高光束質量是實現半導體(ti) 激光器加工直接国产成人在线观看免费网站的重要技術指標。為(wei) 了提高半導體(ti) 激光器輸出光功率，目前有效的方式就是采用合束技術來提高半導體(ti) 激光源的亮度及光束質量。
高功率半導體(ti) 激光器合束技術主要包括相幹合束技術和非相幹合束技術。相幹合束技術必須控製激光光源的相位,使每個(ge) 發光單元以相同的光譜發射，並且需要滿足遠場幹涉，因此該方法結構非常複雜，相位的微小變化就會(hui) 影響合束的效率。而非相幹合束技術結構相對簡單，而且無需對光束的相位進行控製，它是通過空間合束、偏振合束以及波長合束等方法使多路半導體(ti) 激光光束合成一路，在保持光束質量不變的情況下，增加輸出功率，以達到提高係統亮度的目的，是目前半導體(ti) 激光器合束技術的主要方法。
高功率半導體(ti) 激光器的合束技術
1，空間合束
空間合束是利用反射鏡將不同的芯片發出來的光束，合並到同一個(ge) 方向和相近的位置輸出的光束。空間合束後，僅(jin) 僅(jin) 改變的是光束的排列，每個(ge) 合束的單元不會(hui) 相互影響。
圖1-1 空間合束原理示意圖
合束過程中需要把激光器如圖1-1位置放置，其中光束1不需要經過反射鏡反射，可以直接傳(chuan) 輸到耦合透鏡上，而光束2和光束3則需要分別經過M2和M3進行90度的反射，以相同的方向傳(chuan) 輸到耦合透鏡上，這樣光束2和光束3就可以和光束1在慢軸方向上疊加後耦合進光纖。可以看出空間合束本身並不改變單個(ge) 光斑的光束質量，但是把所有的光束合成同一個(ge) 光束時，可以看出來，快軸方向的光束質量沒有變化，而慢軸方向上多個(ge) 光束緊密排列，加大慢軸方向的光參量積，所以在進行空間合束時盡量將光斑之間的暗區減小，從(cong) 而提高激光輸出功率和激光亮度。
2，波長合束
波長合束是將兩(liang) 個(ge) 以上不同波長的激光束通過合束器合束在一條光路，這種情況完全不改變光束的光束質量，輸出功率加倍，大大增加了輸出光束的亮度。合束所使用的器件一般都是通過鍍膜形成的帶通或者高通低通等波長合束器。
圖2-1 波長合束示意圖
LD1經過合束器1，合束器1在兩(liang) 麵的膜層都對LD1波長按照45度入射達到增透；LD2經過合束器1的反光麵反射，該麵的膜層不僅(jin) 對LD1波長45度方向上的光具有增透作用，而且需要在45度反射方向有高的反射率，保證該方向上LD2光損耗低；同樣道理，合束器2的入光麵需要對LD1和LD2的波長在45度方向上有高的透過率，在出光麵和反光麵上鍍製的膜層需要在45度方向上滿足LD1和LD2波長的高透和LD3波長的高反。
不同波長的激光可以這種方法進行合束，能夠極大的提高亮度，但是因為(wei) 波長不同，使用起來也會(hui) 受限製，並且限於(yu) 渡膜的難度，合束的個(ge) 數也不會(hui) 太多。波長合束的關(guan) 鍵技術在於(yu) 波長合束器對光的反射和投射能力，想要獲得高的耦合效率，必須對鍍膜提出很高的要求，並且由於(yu) 半導體(ti) 激光器對於(yu) 溫度的敏感性，溫飄造成波長偏移，如果合束器的波長選擇範圍較小，導致相近的波長耦合在一起的效率降低。
3，偏振合束
目前商用的半導體(ti) 激光器的光偏振度能達95%-98%，偏振合束是利用偏振合束器將兩(liang) 束偏振態相互垂直的激光合成一束，在保持光束質量不變的情況下使功率密度加倍，從(cong) 而提高激光輸出的亮度。
圖3-1 偏振合束原理示意圖
偏振合束器有晶體(ti) 偏振棱鏡和薄膜幹涉偏振分束鏡，晶體(ti) 棱鏡中的格蘭(lan) 泰勒棱鏡比其他的晶體(ti) 透過率高，但是也和其他棱鏡有一樣的缺陷，孔徑角小，導致耦合效率低，另外晶體(ti) 偏振棱鏡的抗損傷(shang) 閾值低，不適合用在高功率密度情況下；由於(yu) 分光鏡的出射光束不是相互垂直，且棱鏡底角範圍有一定限製，所以調節難度較大。而薄膜幹涉型偏振分束鏡有更多的優(you) 點，例如安裝調整更方便，增透膜的效率更高，隻需要保證入射的兩(liang) 束光具有相互垂直的偏振方向就能達到較好的合束效果。耦合所用的激光器一般是相同的芯片，在合成過程中需要將其中一束改變偏振方向，采用的是半波片，一種相位延遲器。當光經過半波片以後，引入了π的奇數倍相位延遲，出射光振動方向發生了改變，仍然是線偏振光。當入射的線偏振光的振動方向與(yu) 半波片的主軸方向成45°時，激光的偏振方向轉動90°，與(yu) 原來光的偏振方向互相垂直。則兩(liang) 束光就可以以不同的偏振方向合束在一起，提升亮度。
4，總結
以上合束方法都可以實現光束能量的疊加，各有優(you) 缺點。波長合束選擇波長合束器和合適波長的單元實現高效的合束光輸出，從(cong) 理論上講可以無限的增加耦合的單元個(ge) 數。但是由於(yu) 器件對波長的選擇性，使合束受到限製；另外膜層的鍍製需要比較複雜，成本高；再有半導體(ti) 激光器工作過程的波長隨溫度的變化導致透過波長合束器的效率降低。偏振合束從(cong) 理論上講，隻有兩(liang) 束激光可以合在一起，限製了光的亮度。空間合束相對來說方法簡單，其製約因素隻有反射鏡的反射率，其原理是利用了光在快軸上光參量積小的優(you) 勢，填充了該方向上光纖的空餘(yu) 光參量積。但是調節時需要嚴(yan) 格保證光束與(yu) 光束之間不相互遮擋，並且光束之間的距離做到越小越好。
現今大多數高功率半導體(ti) 激光器廠商在生產(chan) 激光器耦合模塊時，多采用空間合束方法。昊量光電獨jia代理的Cinogy光束質量分析可以準確實時的顯示光斑形狀及位置，有助於(yu) 生產(chan) 過程中確定光束排列是否緊密等問題。
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