大功率半导体激光器透镜光纤耦合效率合束器论文.doc

大功率半导体激光器高效耦合技术研究 【摘要】 大功率半导体激光器与光纤耦合,应用于越来越多的领域,比如光纤通信系统中的光源和光纤放大器的泵浦源；医疗方面的激光手术；材料加工方面的焊接和热处理等等。大功率LD与透镜光纤距离z、位移误差以及角度误差是影响耦合效率的重要因素,本文针对这三种因素,设计了一个软件,用于仿真和设计大功率LD与透镜光纤耦合系统。仿真软件能够仿真大功率半导体激光器与三种透镜光纤——锥形透镜光纤、球形透镜光纤、柱状楔形透镜光纤耦合。仿真软件大大减小了因直接加工引起的材料损耗。分别对三种耦合系统进行建模,分析它们的模场分布、匹配等问题,得出耦合效率与大功率LD和透镜光纤距离z,其次在最优z的条件下,分析x,y方向上的位移误差、角度误差对耦合效率的影响。仿真软件是由VB和MATLAB混合编程而成。VB在用户界面设计和快速开发等方面具有独特的优势,但在处理复杂数据信息方面不具有优势；MATLAB是集数值计算、符号计算和图形可视化三大基本功能于一体的、功能强大、操作简单的语言。本文使用MATLAB对所建模型进行编程仿真,使用VB设计用户界面,采用ActiveX自动化(OLE自动化)的方法,实现VB与MATLAB自动化连接。...?更多还原 【Abstract】 The development fields of high-power semiconductor lasers are wider and wider, such as the light sources and pumping sources of optical fiber amplifies in optical fiber communication systems, laser surgery operation in medicine, laser welding and heat processing in materials mechanical process and so on. The distance z light transfers, displacement offset and angle offset are crucial factors. So we design a kind of simulation software to simulate the couple between LD and lensed fiber.The simula...?更多还原 【关键词】 大功率半导体激光器； 透镜光纤； 耦合效率； 合束器； 【Key words】 high-power semiconductor laser； lensed fiber； coupling efficiency； combiner； 摘要 4-6 ABSTRACT 6-7 第1章 绪论 11-20 1.1 引言 11 1.2 大功率半导体激光器与透镜光纤耦合仿真的意义 11-12 1.3 大功率半导体激光器与透镜光纤耦合的研究目的 12-14 1.4 合束器的研究 14-19 1.4.1 合束器的研究目的和意义 14-15 1.4.2 国内发展情况 15-18 1.4.3 国外发展情况 18-19 1.5 本文主要研究内容 19-20 第2章 大功率LD与透镜光纤的耦合研究 20-29 2.1 大功率半导体激光器与光纤本征模的模场分析 20-22 2.2 建模 22-28 2.2.1 大功率LD和球形透镜光纤耦合的建模 22-24 2.2.2 大功率LD和锥形透镜光纤耦合的建模 24-26 2.2.3 大功率LD和柱状楔形透镜光纤耦合的建模 26-28 2.3 小结 28-29 第3章 大功率LD与透镜光纤耦合的仿真器设计 29-41 3.1 VB和MATLAB 29-31 3.2 登录界面的设计 31-32 3.3 仿真界面的设计 32-39 3.3.1 锥形透镜光纤仿真界面的设计 34-37 3.3.2 球形透镜光纤仿真界面的设计 37-38 3.3.3 柱状楔形透镜光纤仿真界面的设计 38-39 3.4 仿真设计遇到的关键问题及其解决方案 39-40 3.5 小结 40-41 第4章 耦合仿真软件的测试运行 41-53 4.1 锥形透镜光纤耦合仿真软件的测试 41-44 4.1.1 锥形透镜光纤耦合效率受z变化的影响