收藏本站
《哈尔滨工业大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

大功率半导体激光器阵列光束特性及其测试技术研究

董丽丽  
【摘要】: 近些年,大功率半导体激光器阵列(High-power Laser Diode Arrays-HLDA)作为固体激光器泵浦光源或直接光源在工业、军事等领域中得到越来越广泛的应用。目前,对于HLDA的研究主要集中在两方面:一是以提高输出功率为目的的结构设计、热特性分析、封装技术研究等;二是HLDA光束整形、耦合系统设计。对于它的远场分布、束宽、发散角等光束特性的研究却比较少,而这些特性对于HLDA光束质量评价及其光束整形系统设计具有重要意义。本文以研究HLDA的光束特性及其测试技术为主要目的,主要研究内容有: 在查阅大量文献资料的基础上,综述了目前有关半导体激光器光束特性的研究现状,并分析了当前的方法和技术应用于HLDA光束特性研究时存在的问题。针对这些问题,文中首先基于亥姆霍兹方程和单管半导体激光器的远场分布特性,建立了HLDA的远场分布模型。并以不同类型的HLDA为测试对象,验证了模型的正确性。利用该模型在已知HLDA结构参数的基础上能够有效地分析其传输特性。以该模型为基础结合实验分析了HLDA的远场光强分布特性,并进一步分析了驱动电流、bar不发光等重要因素和现象对光强分布的影响,得出:在光束传输到一定距离后,HLDA的远场光强分布在平行于PN结方向上呈双峰结构,且驱动电流、bar不发光等不会改变这一双峰结构特性。 针对当前束宽定义在实际应用中存在的问题,提出了一种束宽求解新方法。该方法以光斑边缘曲线的几何特征为基础求解光束束宽,光斑边缘曲线利用改进的高斯滤波器结合光强的梯度变化来检测求解。通过实验对比证明利用改进的高斯滤波器能够获得较好的光斑边缘检测结果。根据对HLDA束宽特性的分析可知在HLDA的光强分布没有形成双峰结构前,光束在垂直PN结和平行PN结方向上的束宽(ωx和ωy)随传输距离呈非线性变化;当HLDA光强分布成固定的双峰结构后,ωx、ωy随传输距离呈线性变化。这一结论对于HLDA发散角测试方法和测试系统的研究具有重要作用。 针对HLDA的面发光特性,提出了基于双光斑外缘曲线的HLDA发散角计算方法,并设计了相应的光接收探测装置。探测装置由两个同心,但半径大小不同的半圆环探头组成,测试时,两个半圆环探头分别探测获得光束在两个不同传输距离处的光斑边缘曲线。与传统方法相比,使用该方法测试HLDA发散角更为合理,误差更小。该方法的提出和测试装置的设计解决了当前HLDA发散角测试时存在的两个主要问题:一是消除了把HLDA的面发光当作点光源处理所引起的测量误差;二是避免了由于HLDA输出功率过高而损坏或烧毁探测器。 基于文中提出的束宽和发散角的计算原理,设计研制了HLDA光束特性测试系统,利用该系统可以测试HLDA的光强分布特性、束宽特性和发散角特性。为提高测试精度,对系统主要误差来源进行分析,并根据各种误差的特点,分别采取了多次测量取平均、对心调解、光强补偿等方法来减小测量误差。通过与标准仪器比对可知该系统的束宽测量相对误差小于5%,发散角测量误差小于0.5°。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TN248.4

手机知网App
【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 商继敏;大功率半导体激光器光束特性及其在泵浦固体激光器中的应用研究[D];西安电子科技大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张靖;刘刚明;田坤;廖柯;;大功率半导体激光器最新研究进展[J];半导体光电;2007年02期
2 谢红云,安振峰,陈国鹰;大功率半导体激光器阵列[J];半导体技术;2003年04期
3 李强,雷訇,左铁钏;采用80C320单片机的光束光斑质量诊断仪[J];北京工业大学学报;2000年04期
4 王路威;半导体激光器的发展及其应用[J];成都大学学报(自然科学版);2003年03期
5 李学千;半导体激光器的最新进展及其应用[J];长春光学精密机械学院学报;1997年04期
6 雷丽珍;;数字图像边缘检测方法的探讨[J];测绘通报;2006年03期
7 高卫,乔广林,王云萍;激光光束质量的评价参数及其特性分析[J];飞行器测控学报;2002年02期
8 杨欢;周崇喜;杜春雷;谢伟民;郑春艳;;平面镜半导体光束整形的设计优化与光纤耦合[J];光电工程;2007年08期
9 王勇刚,马骁宇,张洪波,刘媛媛;泵浦用大功率半导体激光器研制与应用发展状况[J];光电子技术;2003年04期
10 何兴仁;半导体激光器发展现状与趋势[J];光电子技术与信息;1999年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李娜;马修水;李桂华;;测量不确定度及测量不确定度评定综述[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年03期
2 葛建中;黄松清;葛丛;;关于三坐标测量策略的探讨[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2010年04期
3 宋开宏;激光检测传感器的设计与研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2003年02期
4 宋开宏,吴先良;杂质在线探测仪光路的优化设计与实现[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年06期
5 郭延凤;查良松;黄大鹏;董张玉;;基于中心绿化带的城市道路提取方法研究[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2010年06期
6 王晓辉;;Ⅱ级工作用廉金属热电偶热电动势测量结果不确定度的评定分析[J];安装;2012年05期
7 曾汉平;李登红;;潜水异步电机转速高准确度测量方法研究[J];安徽水利水电职业技术学院学报;2008年03期
8 曾小东,安毓英;激光二极管与单模保偏光纤的耦合分析[J];半导体光电;1999年05期
9 武占春,顾卫东,王晓燕,袁凤坡;1.064μm脉冲高功率量子阱激光器阵列[J];半导体光电;2002年02期
10 马海霞,楼祺洪,周军,董景星,魏运荣;用于泵浦固体激光器的激光二极管线阵的输出特性[J];半导体光电;2003年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘晨;;光纤温度传感器[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
2 路国光;雷志峰;杨少华;黄云;;大功率半导体激光器老化筛选及寿命试验系统[A];中国电子学会可靠性分会第十四届学术年会论文选[C];2008年
3 刘长武;吴鑫;陈泽辉;;基于光纤微弯传感的三维物理模型应力测量技术[A];2011年中国矿业科技大会论文集[C];2011年
4 吴让新;张苏;段尚琪;;昆明供电局电缆隧道集中监控系统的应用[A];2010年云南电力技术论坛论文集(优秀论文部分)[C];2010年
5 李莲;翟丽霞;;动态轨道衡称重系统误差分析及数据处理的研究[A];中国仪器仪表学会第十三届青年学术会议论文集[C];2011年
6 耿玉民;徐东东;张来明;;高功率TEA CO_2激光器非稳腔设计与实验[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
7 刘兰书;张文松;朱香平;;基于光纤荧光的电火工品电磁脉冲危害的测试研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
8 李存龙;陈伟民;刘显明;雷小华;赖伟;曾海朋;王福权;;测量角度间隔对LED灯具光强分布测量的影响[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
9 倪晋平;卢红伟;董涛;;组合光幕阵列密集度测量方法[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
10 董辉;方青;张运方;李慧;;新型激光投影显示方棒照明系统的设计[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵翔;激光驱动飞片点火设计技术研究[D];中国工程物理研究院;2009年
2 董渊;双半高斯空心光束的形成、传输及控制技术研究[D];长春理工大学;2010年
3 侯立峰;高功率垂直腔面发射半导体激光器热理论与制备工艺研究[D];长春理工大学;2010年
4 易煦农;人工电磁材料的光学特性及应用研究[D];华中科技大学;2010年
5 郑荣茂;基于NGGPS制造特征信息统一机理与实现方法[D];华南理工大学;2010年
6 傅军;新型墙体抗裂抗渗性能及工程应用研究[D];浙江大学;2010年
7 刘鹏;高效率泵浦耦合及光纤激光器关键技术研究[D];北京交通大学;2011年
8 孙鸣捷;微型投影显示系统中混合光源照明技术和激光散斑消除技术的研究[D];浙江大学;2010年
9 王德鑫;四路摄像头协同多重触控技术研究与实现[D];国防科学技术大学;2010年
10 崔泽琴;AZ31B镁合金脉冲激光加工行为的研究[D];太原理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王春华;Yb:YAG薄片内腔倍频技术研究[D];中国工程物理研究院;2010年
2 陈铮;基于激光扫描数据的交通信息采集平台设计与实现[D];山东科技大学;2010年
3 张艳艳;实用塑料光纤连接器与反射式光纤位移传感器设计研究[D];山东科技大学;2010年
4 阴贵郁;基于图像处理技术的激光M~2因子测量方法研究[D];长春理工大学;2010年
5 赵鹏;半导体激光器智能化电源设计[D];长春理工大学;2010年
6 杨莹;草书及行书“飞白”效果的仿真研究[D];辽宁师范大学;2010年
7 齐红衢;织物悬垂测试及三维预测系统开发[D];浙江理工大学;2010年
8 郭凤华;基于卡尔曼滤波的高精度磷酸根离子分析仪的设计[D];郑州大学;2010年
9 贾林涛;折射率调制光纤气体传感系统设计与研究[D];郑州大学;2010年
10 王仁瑾;热计量模式下居住建筑耗热量分摊模型研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘玮;王石语;连天虹;徐银新;;泵浦光空间强度分布对激光腔内横模分布的影响[J];电子科技;2010年10期
2 许祖彦;光电子晶体与全固态激光器及其应用——光电子技术发展的一个重大方向[J];中国工程科学;1999年02期
3 王云萍,黄建余,乔广林;高能激光光束质量的评价方法[J];光电子·激光;2001年10期
4 蔡志强,姚建铨,温午麒,赵士勇,周建勇,李君,王鹏;LD侧泵激光器抽运光和温度分布数值研究[J];光电子·激光;2004年11期
5 秦华,傅汝廉,郜洪云,刘娟,史新刚;四能级固体增益介质中长脉冲抽运光的吸收[J];光电子·激光;2005年03期
6 郜洪云;傅汝廉;秦华;史新刚;;LDA端泵浦固体激光器的新型耦合系统——圆锥形导管[J];光电子·激光;2006年04期
7 王乐;激光在现代军事中的应用[J];光机电信息;2002年06期
8 王立斌;各种激光器在生物医学领域的应用——从显微术到外科手术[J];光机电信息;2002年12期
9 宋晓舒;高功率二极管激光器的技术现状、工业应用及未来展望[J];光机电信息;2003年08期
10 吴晗平;激光光束质量的评价与应用分析[J];光学精密工程;2000年02期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蒋涛;半导体激光器在军事工程上的应用[J];半导体光电;1985年04期
2 何兴仁;;国外大功率半导体激光器发展状况[J];半导体光电;1987年01期
3 牟琼;光纤陀螺的研究现状与发展趋势[J];半导体光电;1994年02期
4 何兴仁;大功率半导体激光器及其在军事上的应用[J];半导体情报;1995年03期
5 陈少武,韩勤,胡传贤,金才政;大功率半导体激光器光纤耦合模块的耦合光学系统[J];半导体学报;2001年12期
6 王忠华,汪胜前,邓承志,刘祝华;基于层间相关性的小波边缘检测[J];江西师范大学学报(自然科学版);2004年05期
7 李学千;半导体激光器的最新进展及其应用[J];长春光学精密机械学院学报;1997年04期
8 葛雯;高立群;石振刚;;一种基于小波提升变换的多尺度边缘提取算法[J];东北大学学报(自然科学版);2007年04期
9 张翔,刘媚洁,陈立伟;基于数学形态学的边缘提取方法[J];电子科技大学学报;2002年05期
10 孙慧,周红霞,李朝晖;图象处理中边缘检测技术的研究[J];电脑开发与应用;2002年10期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王慧燕;图像边缘检测和图像匹配研究及应用[D];浙江大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 廖剑利;基于小波变换的图像边缘检测方法研究[D];湖南大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐娙梅;郑飞跃;黄曙江;;用激光单缝衍射实验仪做扩展实验[J];物理实验;2007年06期
2 蒋金波,程兆谷,李现勤,许国良,石鸿斌,赵全忠,刘欣;激光模式的远场特性和空间相干度的影响[J];中国激光;2001年03期
3 宋小鹿;李兵斌;王石语;蔡德芳;文建国;过振;;一种测量激光光强按角度分布的新方法[J];半导体光电;2007年04期
4 曾小东,穆美丽;半导体激光器光束远场特性研究[J];光学学报;1997年08期
5 邓小玖;牛国鉴;刘彩霞;肖苏;;非傍轴高斯光束传输特性的研究[J];物理学报;2011年09期
6 潘承志,于世彭,赵世英;M_e~2<1新光束CO_2激光器超远场参数测量[J];应用激光;1996年01期
7 刘玉岩;;激光非均匀远场分布的测距方程[J];应用光学;1991年03期
8 崔锦江;宁永强;张岩;孔鹏;刘光裕;张星;王贞福;史晶晶;李特;秦莉;刘云;王立军;;高光束质量新型垂直腔面发射激光器阵列[J];中国激光;2009年08期
9 宋玉山,杨进华;GalnAsP/GaAs半导体激光器远场特性研究[J];长春光学精密机械学院学报;2000年03期
10 任杰,洪治;成像标定法测量半导体激光器慢轴远场分布[J];光学仪器;2003年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 战可涛;;输出镜反射率分布对正支共焦非稳腔模式及远场分布的影响[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
2 苏倩倩;张国文;陶华;蒲继雄;;高斯光束经过振幅调制型“缺陷”后的光强分布和角谱特性[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
3 张利平;陈建国;杨华;陈海波;钱凌轩;施鹏程;;外腔锁相半导体激光器阵列超模的远场光瓣和次峰[A];第十七届全国激光学术会议论文集[C];2005年
4 王培峰;樊仲维;赵存华;牛岗;崔建丰;薛岩;;大功率半导体激光器光纤耦合中微圆柱透镜的应用[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
5 彭勇;胡晓阳;田小强;周文超;解平;;大口径激光波前测量方法[A];中国工程物理研究院科技年报(2005)[C];2005年
6 华恒祺;赵学庆;郑国鑫;易爱平;叶锡生;;高功率准分子激光参数测量研究[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集(C 激光技术与应用专题)[C];2006年
7 李湘宁;邹林儿;陈家璧;许陇云;;数字式摄影验光仪中的眼瞳图像分析与处理[A];2002年中国光学学会年会论文集[C];2002年
8 王军华;;LED道路交通信号灯测试研究[A];海峡两岸第九届照明科技与营销研讨会专题报告文集[C];2002年
9 罗一丹;;一种均匀准直LED光源系统的设计[A];2007'仪表,自动化及先进集成技术大会论文集(二)[C];2007年
10 李倩;潘建根;;用分布光度法实现光通量的精确测量[A];上海市照明学会成立30周年庆典暨四直辖市照明科技论坛、长三角照明科技论坛、上海市照明学会2008年年会论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 白雪;穿出你的风采[N];保健时报;2003年
2 王刚;美元涨势仍可期[N];期货日报;2005年
3 北京军区总医院主任医师 张禹;老年人易患胃下垂[N];中国老年报;2001年
4 北京军区总医院 主任医师 张禹;人老中气虚易患胃下垂[N];中国医药报;2002年
5 洪秀;老年人脊柱防病五要诀[N];民族医药报;2003年
6 内蒙古 文康;用2A3做超值胆机电源[N];电子报;2004年
7 谈奇石;清洗新技术——激光清洗[N];中国石油报;2003年
8 张智超;交易重心逐步下移 [N];期货日报;2003年
9 冰儿;东郊发现隋唐窑址作坊[N];西安日报;2004年
10 本报记者 海霞;太阳能有望从“奢侈”能源变“经济”能源[N];中国经济导报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 董丽丽;大功率半导体激光器阵列光束特性及其测试技术研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
2 毛海丹;宽带激光束在复杂光学系统中的传输[D];浙江大学;2011年
3 马秀波;贝塞尔光束传播与散射特性研究[D];天津大学;2012年
4 侯静;自适应光学波前探测新概念研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
5 恽旻;连续极性冷分子束的产生及其研究[D];华东师范大学;2008年
6 陈黎明;超短脉冲激光与物质相互作用中电子行为的研究[D];中国工程物理研究院北京研究生部;2000年
7 詹恩奇;光在大气和海水信道的传输性能研究[D];华中科技大学;2007年
8 舒方杰;ICF中的衍射光学元件及均匀照明系统的设计和实验分析[D];中国科学技术大学;2007年
9 龚小竞;飞秒激光加工微光学器件若干关键问题研究[D];中国科学技术大学;2007年
10 袁海军;用于辐射高功率轴对称模的透镜天线的研究[D];国防科学技术大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马延琴;大面积光栅的拼接理论研究[D];四川大学;2007年
2 万军华;大功率半导体激光器阵列光强分布特性测试系统研究[D];大连海事大学;2008年
3 郑世鹏;大功率LED产品光强分布的快速高精度测试方法研究[D];重庆大学;2010年
4 郑宇龙;湍流对多色部分相干光总光强分布特性及光束扩展的影响[D];四川师范大学;2011年
5 于淼;激光干涉光刻纳米阵列的研究[D];长春理工大学;2012年
6 薛松;激光引信发射机组件测试系统研发[D];华中科技大学;2007年
7 费冰;变发散角半导体激光束技术研究[D];长春理工大学;2012年
8 赵路民;980nm高功率垂直腔面发射激光器的研制及测试分析[D];吉林大学;2004年
9 孔瑞霞;复宗量光束的传输特性研究[D];西南交通大学;2005年
10 薛灏;LD远场光强数学建模及其特性参数的测控[D];浙江大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026