LD激光管准直透镜设计

xugong2002

LD激光管波长905nm通过非球面透镜准直原理是什么，透镜准直后压缩的是LD激光管的快轴还是慢轴，要准直发散角度在0.5mrad压缩快轴和慢轴
用什么准直透镜呢，请大神指导一下，谢谢。

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原理就是光学的基本原理：在理想光学系统中，焦点上发出的光线经过透镜后，以平行光出射。
用非球面准直性好的原因有两点：
（1）上述说到理想光学系统中，那么非球面的像差比球面的小，因此更贴近理想系统，准直性更好；
（2）非球面可控制的变量更多，单个面不是单一曲率，曲面上每一点的都可以有一个曲率，对准直有利。


以上是我的理解，烦请各位补充。

cqtom

我理解是快轴和慢轴都会被透镜准直，一般都是用非球面准直透镜，我也正被这个问题纠结中

xugong2002

我也用的非球面准直效果很差，不知道怎样解决呀

warmtec

目前也在纠结这个问题，说一下我查到的方法：
由于你要求快慢轴方向准直后发散角度一致，但是LD本身两个方向发散角通常是不一样的，因此需要两个方向分开准直，可以通过两个柱面镜准直，快轴柱面镜准直快轴，慢轴柱面镜准直慢轴，如下图所示（图片来源于《基于 ZEMAX 的半导体激光准直仿真设计》）：



根据发光面尺寸和准直后发散角要求来去确定所需透镜的焦距，例如：快轴方向发光面尺寸为d，你需要准直后发散角为θ（弧度单位），那么所需焦距为：f≈d/θ。至于透镜，选择非球面的柱面镜效果要比球面的好。

xugong2002

warmtec 发表于 2020-3-16 10:34
目前也在纠结这个问题，说一下我查到的方法：
由于你要求快慢轴方向准直后发散角度一致，但是LD本身两个方 ...

我也找到这个用柱面镜准直的方法，还在研究用zemax进行仿真测试该方法是否可行。

看风景

  如果是想快轴慢轴都在0.5mrad以内，其实可以用光纤耦合的方式先把光斑变成圆形的，然后加合适焦距的镜片或镜头就行了。单纯要小的发散角，长焦跟大出口光斑的情况下一般可以实现。

tyszju

透镜对激光二极管光束的作用参考激光原理中高斯光束的薄透镜变换，半导体激光器的准直通常需要两块透镜，一块压缩束腰，另一个扩束+准直，这样效果更好；快慢轴发散角不同，可以采用圆柱透镜这种非圆对称透镜去做，分别对快轴和慢轴进行准直。还有就是半导体激光光束初始发散角很大，往往会照射在透镜边缘位置，球面透镜的边缘位置像差大，非球面透镜可以缓解这种问题。

huanggx

最近也被这个问题困扰中，设计时是否要考虑到半导体激光器的像散问题？

卜卜脆

tyszju 发表于 2020-4-26 02:12
透镜对激光二极管光束的作用参考激光原理中高斯光束的薄透镜变换，半导体激光器的准直通常需要两块透镜，一 ...

我也看到了其他人用两个柱面镜分别对快慢轴方向分别准直的，但是只是提到并没有确实的例子看，想看看具体的优化过程以及参考的数值到底是怎么样的可以吗，大佬