半導體激光器與光纖耦合的理論設計

應用物理學論文編號:WLX116  字數:10722,頁數:21

目  錄
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目錄 iii
第一章     緒論  1
1.1  半導體激光器的發展歷史 1
1.2  半導體激光器的應用 2
1.3  半導體激光器與光纖耦合的目的與意義 2
1.4  半導體激光器與光纖耦合的方式 3
1.4.1  激光光纖直接耦合 3
1.4.2  單球透鏡耦合 3
1.4.3  組合透鏡組合耦合 3
1.4.4  光纖微透鏡耦合 4
第二章     半導體激光器光束特性與光纖的傳輸特性  5
2.1   半導體激光器光束特性 5
2.2   光纖傳輸特性 6
2.2.1  衰減 7
2.2.2  色散 7
第三章     半導體激光器與光纖耦合特性分析 8
3.1   激光與光纖機械對準對耦合效率的影響 8
3.2   光纖本身特性對耦合效率的影響 9
第四章     耦合系統的理論設計 10
4.1   耦合系統設計 10
4.2   系統耦合效率的計算 11
4.3   模型理論分析 12
第五章     結論 15
致謝 16
參考文獻 17

摘      要
 
 半導體激光光纖耦合技術作為關鍵技術，日益受到人們廣泛關注。本論文主要研究了半導體激光器與單模光纖的耦合的理論模型設計以及半導體激光器與光纖的耦合特性。首先綜述了半導體激光器的發展歷史和現狀，以及不同的半導體激光器光纖耦合方式。粗略的提到了各種方案的結構差異和優缺點。其次，從理論上分析了半導體激光器的光束特性、光纖的傳輸特性以及半導體激光器與光纖耦合的耦合特性和影響耦合效率的各類因素。最后設計出半導體激光器與錐端微透鏡單模光纖的耦合理論模型，并利用計算機進行數值計算。探討了微透鏡曲率半徑以及工作距離對耦合效率的影響。

關鍵詞：半導體激光器；單模光纖；錐端微透鏡；耦合效率；耦合特性Design for the Coupling between

Abstract
 Optical fiber coupling technique of semiconductor laser is key technology, and it is receiving a wide publicity. This paper is studying the theory model of coupling of semiconductor laser and single mode optical fiber, and the characteristic of coupling of semiconductor laser and optical fiber. Firstly, this paper summarize history evolution and present situation of semiconductor laser and different characteristic of coupling of semiconductor laser and optical fiber. Make mention of architectural difference and merits and drawbacks of a variety of schemes. Secondly, analyse the characteristic of semiconductor laser, transfer characteristic of optical fiber, characteristic of coupling of semiconductor laser and optical fiber, and aspects which will affect coupling efficiency. Finally, design a theoretical model for semiconductor laser to fiber coupling and numerical calculation by computer. Discussed the microlens radius of curvature and working distance of the coupling efficiency.

Keywords：semiconductor laser; single-mode fiber; tapered lens; coupling efficiency; Coupling Characteristics