Т. 325, № 2 : Математика, физика и механика

Метод управления пространственными характеристиками излучения диодных лазеров

Актуальность работы обусловлена необходимостью конструирования новых перспективных оптических приборов, в частности диодных лазеров с заданным пространственным распределением диаграммы направленности излучения, предназначенных для использования в акустооптике, системах оптической связи, обработки и хранения информации и т. д. Цель исследования: разработка нового эффективного метода формирования однородного или заданного пространственного распределения диаграммы направленности излучения диодных лазеров, основанного на использовании явления множественного лучеотражения (лучерасщепления) в анизотропных средах. Методы исследования: экспериментальное исследование распределения интенсивности для лучей, выходящих из одиночной четырехлучеотражающей призмы и системы таких призм; изучение особенностей эффекта множественного лучеотражения в зависимости от геометрии и условий опыта на примере кристаллов кальцита, характеризующегося средней величиной двулучепреломления (с достаточным угловым разрешением) и сравнение результатов с литературными данными; выяснение возможности использования данного явления для повышения эффективности формирования пространственно-однородного лазерного излучения, существенного упрощения и расширения функциональных возможностей преобразования (коррекции) поперечного распределения интенсивности излучения и совершенствования на этой основе выходных характеристик диодных лазеров; анализ поляризационно-амплитудных характеристик эффекта, однородности или требуемой конфигурации диаграммы направленности излучения диодного лазера в зависимости от параметров исходного пучка и геометрии опыта, установление оптимальных условий повышения эффективности разрабатываемого метода. Результаты. Установлено, что степень однородности формируемого светового профиля пропорциональна количеству генерируемых системой пучков - в случае 16-и лучевой геометрии достигнута наибольшая степень однородности пространственного распределения и максимальная интенсивность выходного излучения. Геометрия двухмерной световой матрицы, образуемой при использовании многолучевого отражения, зависит как от взаимной ориентации призм, так и от направления лучей. Предложен вариант системы призм, обеспечивающий формирование матричных световых полей различной конфигурации, которыми можно эффективно управлять посредством изменения поляризационных и других характеристик исходного пучка. Предложенный способ по сравнению с аналогами характеризуется простотой использования и экономичностью, не требует применения сложных внутрирезонаторных схем и связанных с ними юстировочных процессов, позволяет осуществлять эффективную коррекцию различных нерегулярностей волновой поверхности, в том числе обусловленных многомодовостью излучения и трудноустранимых иными способами. В исследуемых кристаллах обнаружено дополнительное (поперечное) смещение отраженных лучей, аналогичное наблюдавшемуся в других соединениях и обуславливающее повышение эффективности преобразования светового пучка. Показано, что в условиях данного метода возможно как ослабление, так и усиление световых пучков, имеющие практическое значение.

Ключевые слова:

электронный ресурс, диодные лазеры, диаграммы, направленность, излучения, множественное лучеотражение, лучерасщепление, эффективность,

Авторы:

Паращук Валентин Владимирович

Гуделев Валерий Георгиевич

Скачать PDF