1. 研究目的与意义
20世纪80年代，半导体激光器（ld）开始应用于光纤通信系统，ld因其体积小、重量轻、结构简单、使用方便、与光纤易于相容等优点 ,作为光纤通信的光源和指示器以及通过大规模集成电路平面工艺组成光电子系统.由于半导体激光器有着超小型、高效率和高速工作的优异特点，所以这类器件的发展，一开始就和光通信技术紧密结合在一起，它在光通信、光变换、光互连、并行光波系统、光信息处理和光存贮、光计算机外部设备的光祸合等方面有重要用途.随着半导体激光器在各个领域的广泛应用及光纤制造技术的飞速发展,光纤在传输过程中损耗已降低到极限,并且光纤在通信系统中信号的抗干扰能力强和保真度高,然而光源和光纤的耦合损耗问题越发突出。
由于半导体激光器的激光束存在较强的非对称性,其输出光束的空间分布在垂直于结平面方向和平行于结平面方向出现较大的差别,且具有较大的发散角,与光纤的模场不同，使半导体激光器与光纤耦合受到限制。
因此,更好地将半导体激光器的光束有效耦合到光纤中是极其重要,提高耦合效率变得越来越重要。
2. 研究内容和预期目标
内容：在zemax开发环境下建立了半导体激光器和光纤耦合光学设计系统进行模拟研究。
利用所建立的系统，对影响耦合效率的因素进行研究，并对模拟结果与实际进行对比，证明可行性。
预期目标：（1）学会zemax光学设计软件，了解半导体激光器和光纤原理。
3. 研究的方法与步骤
（1）介绍光纤和半导体激光器的参数和原理特性；（2）学习使用zemax光学设计软件，理清耦合设计思想；（3）借助zemax光学设计软件，通过人工优化设计的方法，模拟半导体激光器和光纤；（4）使用透镜组方法，在光学设计模型中模拟半导体与光纤耦合的光学系统；（5）采用光线追迹等方法得到照度图，根据输出参数，分析耦合系统对耦合误差及效率的影响。
4. 参考文献
[1]赵勇，李鹏生．半导体激光器与单模光纤耦合效率的分析[J]．光学技术．1999，6．7．[2]李鹏．半导体激光器的微透镜光纤耦合技术研究[D]．浙江大学，2006．[3]刘钧，高明．光学设计[M]．西安：西安电子科技大学出版社，2008．[4]杨帆．化学法制备激光光学薄膜及其激光损伤机理的研究[D]．同济大学，2006．[5]张以谟．应用光学[M]．北京：电子工业出版社，2008．[6]Xiaodong Zeng，Yuying An．Coupling light from a laser diode into a multimodefiber[J]．APPLIED OPTICS．2003．42(22)：44274430．[7]焦明星，张书练，梁晋文．LD泵浦光纤耦合Nd：YAG激光器[J]．激光与红外．1996．26(3)：200-202．[8]胡放荣．半导体激光器及其列阵光纤耦合模块的研制[D]．长春理工大学，2004．[9]邓华秋;龙青云;许捷翰. 高斯光束在光纤间的透镜耦合[J];半导体光电;2006年05期[10]聂刚，李宝红，刘雪峰，黄德修. 半导体激光器到单模光纤的高效耦合技术[J];光通信技术;1996年02期[11]张健. 耦合半导体激光进入光纤[J].激光技术,1996,20 (3):129-132. [12]陈长虹. 半导体激光器模块应用技术研究[D];吉林大学;2012年
5. 计划与进度安排
12周2022年3月2日-3月13日 指导教师向学生讲授所选论题的状况和要求等，下达毕业论文任务书。
23周2022年3月9日-3月20日 指导教师修改和审定学生论文开题报告，学生完成开题报告。
413周2022年3月23日-5月29日 学生按开题报告撰写论文。
