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zemax中半导体激光器的模拟(您的分享就是我们继续的动力)

2021-12-15 09:53| 发布者:Davis| 查看:1235| 评论:0|原作者: 静水流深光学

摘要:在本文中,我们介绍了如何使用Zemax对半导体激光器进行序列模拟,并着重讨论了其发散角和光学特性。同时,我们还详细讲解了如何设置椭圆形光斑和数值孔径等参数,为您的光学设计提供参考。


序列模式下半导体激光器的模拟(干货就要分享)




      半导体激光器在千差万别的激光器中的一个非常重要的类别,又称作激光而激光。它之所以在各种激光器脱颖而出,是因为其体积小,在室温下可连续长时间工作,且寿命长。



这些都不是重点关注的,作为光学设计工作者,需要突出注意的是其光学特性,其本征像散是半导体激光器的缺点,也是光学设计分析中重点关注的,如下图片中半导体激光器光斑。




所说的本征像散,其实简单的就是发出的激光在两维的发散角差异较大:(a)垂直发散角θ⊥:激光二极管的发光带在垂直PN结方向张开的角度,一般在15˚~40˚左右。(b)水平发散角θ∥:激光二极管的发光带在与PN结平行方向所张开的角度,一般在6˚~ 10˚左右。

 


Blablabla。。。。。。到此都是简单介绍半导体激光器的,大家有点印象即可,接下来,就是我们如何去利用ZEMAX的序列光学模式下模拟这种激光。注意,注意,由于所有激光非常好的单色性,其干涉,衍射效果明显,序列模式模拟还是能力有限,针对部分情况可以,当分析干涉衍射等情况还是在物理光学模块下仿真更为适宜,即常说的POP。




本帖的目的:在序列光学下,利用zemax模拟半导体激光器垂直和水平不同发散角的椭圆光斑,并能量呈现高斯分布,假设为点光源。水平方向发散角为10°,垂直方向发散角为20°。


毕竟您需要做的激光准直,激光整形等等,都首先需要设置号光源,二话不多说,接下来进行模拟分析!

 

(1)zemax中设置的半角是激光能量降到1/e^2的角度,该计算公式为:0.8493218 * FWHM,其中FWHM为能量降到一半时候的角度。


那么这样可以计算出两维角度分别为:8.49°和16.99°,换算成数值孔径NA:0.148和0.292。


(2)zemax中进行相应设置,在通用栏中设置物方数值孔径为0.292,光束为高斯分布,分布因子为1,至于这些是什么意思,各位看官可以自行补习。




此时我们可以在几何像分析里面查看光斑形状,如下:


 



(3)接下来我们还差椭圆形光斑设置了,这里我们可以才有渐晕系数来设置,1-0.148/0.292=0.4932

 


(4)原始zemax文件采用的是zemax09版本制作,需要的朋友可以点击赞赏该帖,无论多少,支持即可,留言索要源文件并对帖子中的疑难问题进行交流!谢谢支持!


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