基于楔形微透镜补偿半导体激光阵列指向偏差

针对半导体激光阵列的发光单元指向性偏差导致快轴光束质量显著劣化的现象,研究了发光单元指向性偏差对快轴光束质量的影响,提出了一种利用微光学元件补偿发光单元指向性偏差的方法,设计了一种楔形微透镜阵列,可实现单个bar条的光束耦合进芯径200μm、NA=0.2的光纤。模拟计算结果表明,楔形微透镜阵列的补偿作用可使半导体激光阵列快轴方向的光参数积由64.24 mm·mrad下降到58.14 mm·mrad,光纤耦合效率达到95.6%,相比补偿前提高了10.4%。为降低工艺难度,采用分类补偿的方法,模拟光纤耦合效率达到91.5%。考虑到工业应用,采用由三片楔形透镜组成的透镜组对分类后的发光单元光束分别进行补偿,测量得到的光纤耦合效率为90.4%,比补偿光束指向性之前的耦合效率提高了约7%。