《表2 空间合束前后的光束参数对比Tab.2 Beam quality parameters comparison from the unit of spatial multiplexing afte

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《高亮度大功率半导体激光器光纤耦合模块》

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光束准直后慢轴方向KBPPs为3.5 mm·mrad，远远大于快轴方向KBPPf的0.4 mm·mrad，所以需要通过合束方式增大快轴KBPPf值。由于光纤KBPP值限制和耦合输出功率尽量大的要求，所以在快轴方向排列8支单偏振态半导体激光器，在慢轴方向只能排列1支。在快轴空间叠加合束时本文使用阶梯结构，并添加多片反射镜来完成，由于快轴准直后光斑直径为0.3 mm，考虑实际机械加工误差，确定台阶高度差为0.4 mm，相邻激光器距离为7 mm。由于准直后慢轴光束有5 mrad发散角，所以空间合束后第8支激光器和第1支激光器存在的光程差将导致最顶端光束沿慢轴方向增扩0.2 mm，慢轴方向光斑尺寸最大为3 mm，慢轴KBPP值最大为3.75 mm·mrad，由公式（3）可知耦合条件依然可以得到满足。通过偏振合束可以将两束不同偏振态的光束进行合束。将其中一组出射光通过1/2波片，光束偏振角度将转变π/2。两组光通过偏振棱镜实现P光可以透射，S光能够反射，最终实现偏振合束。光束经过偏振合束后光束质量不变，但功率能够增加一倍，实现了输出大功率的目标。表2是合束后光束参数对比。图4（a）为光路合束结构示意图，图4（b）为合束光斑及尺寸。