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毕业设计 激光器阵列光谱合成的模拟研究，共54页，32358字
摘要
由于半导体激光器列阵具有输出功率高、体积小、结构紧凑等优点被广泛应用于相干光通信、泵浦固体激光器、原子物理研究等众多领域。然而自由运行的半导体激光器阵列具用较宽的光谱,因而导致了其较差的相干性。
国内外光束合成的方法很多，各种方法各有利弊。第一类是将若干个低功率的激光束相干或部分相干叠加,合成为一个高功率的激光束,第二类是光束净化。国外利用外差法主动相位控制进行相干合成是目前最为热门的方法，国外多家研究机构如麻省理工学院，英国国防部下属的国防科技发展公司等均开展了该方法的理论和实践研究，但是该方法随合成光路的增多需要提供相应数目的探测器等，这就使得整个系统的复杂度大，成本高。国内相关研制单位都是采用相位控制加严格筛选的方法，选择光束特性尽可能一致的激光器阵列单条组装阵列；可见，寻找一个低成本的方法进行阵列组装中单条的选取对于目前我们大功率半导体阵列的研究和生产是十分有必要的。本研究就是采用模拟方法来解决单条筛选问题，起到节约成本和减少研制时间的作用。
在本研究中，首先从理论上对激光器阵列光谱合成进行了分析，找出以高斯曲线公式为基础的计算机光谱合成模拟算法。主要利用vb.net编写了光谱合成的模拟软件，设置并编译通过了软件的错误识别能力。
对模拟结果进行检验也是本论文的一个重要方面。通过对模拟结果和测试结果进行对比，找出了模拟结果和实际测试结果的大致误差范围。从理论和实际相结合，分析了误差产生的原因，并通过对比试验验证了误差的来源。同时使用Ansys软件模拟了阵列激光器的空间温度分布，根据分析结果改进阵列器件组装过程中的工艺，使得实际生产的器件参数与模拟结果进一步吻合。通过对整个课题研究过程的分析和整理，给出了该光谱合成软件的使用范围和误差范围,使之能够更好的应用于实际的生产中。
最后，通过将该模拟仿真软件应用于生产中，指导生产半导体激光器阵列的单条筛选并模拟阵列合成光谱，实现对生产的指导作用。
关键词：高斯算法，光谱图形，中心波长，半宽，模拟，误差分析，Ansys

目录
第一章 绪论 i
§1-1 半导体激光器发展及应用 1
1-1-1半导体激光器发展 1
1-1-2 半导体激光器的应用 2
§1-2大功率半导体激光器阵列的发展趋势 4
§1-3课题研究的背景 4
§1-4课题研究的主要任务 5
§1-5本章小结 5
第二章 半导体激光器阵列光谱特性 7
§2-1半导体激光器的模式特性 7
2-1-1 激光器纵模 7
2-1-2 激光器横模 9
2-1-3线型函数和线宽 10
2-1-4半导体激光器光谱线加宽 11
§2-2 半导体激光器的热特性 12
2-2-1 影响热源产生的热特性 12
2-2-2温度对激射波长的影响 14
2-2-3半导体激光器的热阻 15
§2-3本章小结 16
第三章 软件实现 17
§3-1算法实现 17
§3-2 编程思想 18
§3-3软件优化 23
§3-4本章小结 25
第四章 模拟及测试结果分析 26
§4-1 模拟和测试结果对比 26
§4-2 误差分析 28
4-2-1 测试系统的误差 28
4-2-2 测试精度引起的误差 28
4-2-3 激光器阵列散热引起的误差 28
4-2-4 其他误差 30
4-2-5实验验证 30
§4-3本章小结 31
第五章 半导体激光器阵列Ansys热模拟 32
§5-1大功率激光器阵列的温度模型 32
5-1-1激光器阵列的热传导 32
5-1-2激光器阵列的温度稳态分布模型 33
§5-2半导体激光器阵列的Ansys模拟 35
§5-3本章小结 36
第六章 实际应用 37
§6-1 实际应用 37
§6-2本章小结 38
第七章 结论 39
第八章 参考文献 40
附 录A 42
附 录B 47
致 谢 48