激光与红外

作者：张可

单位：1.长春理工大学 光电工程学院,吉林 长春 130000；2.中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,江苏 苏州 215123；3.南京航空航天大学 机电学院,江苏 南京 210016；

关键词：准直扩束;光学设计;激光;高斯光束;快慢轴

基金：苏州市碳达峰碳中和科技支撑重点专项项目(No.ST202219)；江苏省产业前瞻与关键核心技术攻关项目(No.BE2022021；No.BE2022057)；纳米真空互联试验站(No.20180000527301000356)；江苏省“六大人才高峰”高层次人才项目(No.XYDXX211)资助。

边缘发射半导体激光器在快慢轴方向发散角存在巨大差异,且具有固有像散,严重影响水下通信的传输距离,为此,本文基于高斯光束特性和准直扩束原理设计了一套由快慢轴准直器和伽利略扩束镜组成的水下激光光学天线系统,并对其进行了能量损失和发散角的仿真测试。根据测试结果表明,半导体激光器快慢轴方向的发散角分别从49°和9°压缩到了0315mrad和0180mrad,该天线系统可以实现水下传播100m距离。降低了实际中快慢轴准直镜的校准和固定困难,快慢轴的Z轴公差在20μm内,探测器功率衰减<39。此设计结构紧凑,便于加工装调,实际应用价值较高,有助于解决水下远距离传播时光能损耗严重和耦合效率偏低的问题。

来源：2024年第9期

《激光与红外》期刊编辑部

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