利用ZEMAX进行半导体激光器非球面准直透镜的设计（2013年）

简介：
本研究探讨了使用光学设计软件ZEMAX对半导体激光器的非球面准直透镜进行优化设计的方法，旨在改善激光束的质量和稳定性。研究发表于2013年。 为了应对半导体激光器出射光束发散角大的问题，依据几何光学原理，在考虑半导体激光器弧矢方向与子午方向的不同发散角度后建立了相应的数学模型，并设计了一种在两个相互垂直的方向上具有不同非球面曲率的透镜。利用ZEMAX软件对该设计方案进行了仿真验证。 经过这种特殊设计的非球面准直透镜处理之后，半导体激光器快慢轴方向上的光束发散角分别从35°和7.5°缩小到了1.8毫弧度（mrad）和0.84 mrad。在距离光源10米处接收面上测得的总光功率为0.497瓦，显示出高达99.4%的能量利用率。 实验结果表明，在相互垂直的方向上具有不同面型设计的非球面准直透镜能够有效改善半导体激光器出射光束的发散特性。