高功率垂直腔面发射激光器光输出特性及准直光学系统设计

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垂直腔面发射激光器(VCSEL)在光通讯、光互连、激光打印、光信息存储、光泵浦、工业加工、材料处理、医疗等领域具有广泛的应用。其具有低阈值电流、低功耗、可实现单纵模光输出、圆形输出光斑、易于光纤耦合、可实现二维面阵等优点。本文主要从下面几方面对VCSEL进行研究:(1)从高功率和高调制速率两个方面对VCSEL近年来取得的研究进展进行了较详细阐述;(2)通过双端口电路模型分析了高速VCSEL的调制特性,主要包括固有调制特性、小信号频率响应特性和噪声特性;(3)搭建光电平台对高功率980nm VCSEL光输出特性进行测试,主要研究了远场发散角、光场强度分布、光斑特性、亮度特性;(4)依据高功率980nm VCSEL的光输出特性相关实验数据,利用ZEMAX软件设计出了准直光学系统,取得了良好的准直效果。

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第一章绪论

1.1 高功率VCSEL 研究进展

1.1.1 高功率980nm VCSEL 研究进展

1.1.2 高功率808nm VCSEL 研究进展

1.2 高速VCSEL 研究进展

1.2.1 高速850 nm VCSEL 研究进展

1.2.2 高速980nm VCSEL 研究进展

1.2.3 高速长波长VCSEL 研究进展

1.3 本文的研究工作

第二章 VCSEL 调制特性分析

2.1 VCSEL 的固有调制特性

2.2 VCSEL 外部寄生效应调制特性

2.3 VCSEL 调制噪声特性

2.3.1 VCSEL 强度调制噪声

2.3.2 VCSEL 频率调制噪声

2.4 VCSEL 其他调制噪声

第三章高功率980nm 应变量子阱 VCSEL 光输出特性

3.1 远场分布特性测试分析

3.2 亮度特性测试分析

3.2.1 VCSEL 亮度定义

3.2.2 实验测试与分析

3.2.3 结果与讨论

第四章高功率980nm VCSEL 准直光学系统设计

4.1 VCSEL 准直技术

4.1.1 自对准聚合物集成微透镜阵列准直技术

4.1.2 光子晶体整形准直技术

4.1.3 表面腐蚀微透镜准直技术

4.2 VCSEL 准直光学系统设计理论

4.3 VCSEL 准直光学系统设计

4.4 结论

第五章总结

参考文献

在学期间学术成果情况

指导教师及作者简介

致谢

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