用于千瓦级直接半导体激光堆栈的聚焦光学系统  

Focus Optical System for Kilowatt-class Direct Laser Diodes Stack

作　　者：米庆改[1] 王旭葆[1] 肖荣诗[1] MI Qing-gai;WANG Xu-bao;XIAO Rong-shi(Institute of Laser Engineering,Beijing University of Technology,Beijing 100124,China)

机构地区：[1]北京工业大学激光工程研究院,北京100124

出　　处：《发光学报》2018年第8期1107-1114,共8页Chinese Journal of Luminescence

基　　金：国家重点基础研究发展计划(973)(2011CB606305);北京市教委项目(KM201310005018)资助~~

摘　　要：针对2 750 W直接大功率半导体激光堆栈输出的矩形光斑,设计了一种长焦距光学系统用于激光材料加工。首先,对整形光路进行了理论分析,利用倒置开普勒望远系统原理对慢轴光束进行扩束和准直,再利用聚焦镜实现快慢轴同步聚焦。推导出了快慢轴聚焦光斑大小的公式并计算出焦深理论值,分析了聚焦光斑大小的影响因素。接着,用ZEMAX软件模拟了LD stack光源和整个光学系统并进行了光线追迹,得到了模拟的光束变化形式及聚焦光斑尺寸。最后,进行相应的实验验证,实现了1.5 mm×4.0 mm的焦点光斑,焦距250 mm,焦深18.6 mm。讨论了整个聚焦光学系统性能的优缺点以及今后的改进方向。这种聚焦方法可以得到长焦距高功率密度聚焦光斑,满足激光熔覆、表面处理等工艺对光源的要求。Focus Optical System forKilowatt-class Direct Laser Diodes Stack

关 键 词：半导体激光堆栈 ZEMAX 光束整形 光束聚焦 

分 类 号：TN248.4[电子电信—物理电子学]