宽面半导体激光器,又称宽面激光二极管(Broad-Area Laser Diodes,BALD)输出功率较高,但其输出多横模,光束质量较差,单管亮度不足,很大限制其直接应用。本文采用两种方法分析BALD输出横模特性,之后利用基于空间光调制器(Spatial Light Modulator,SLM)的外腔,通过在SLM上写入特定相位分布,可在单管外腔中建立特定横模损耗机制,提高输出横模纯度,同时改善单管输出光束质量。本文的仿真和实验工作为后续将单一高阶模式转换为近衍射极限的基模高斯光束提供了基础,主要内容如下:
基于光栅色散方法搭建单管模式测量系统,实现808nm单管的多侧模辐射场在空间上的光谱分离,其中远场模式具有近似以抛物线分布的双峰结构,模式识别度更高。
基于SLM的相干模式分解方法搭建单管模式分解实验系统,实现1064nm单管输出未知光场的模式分解,其中在输出功率小于3W的范围内总是以18阶模式对应的功率比重最大,但这一比重随着驱动电流的增加呈下降趋势。
利用基于SLM的外腔结构,通过在SLM上写入0,交错的棋盘相位分布来实现横模鉴别,在实验中实现了具有较高模式纯度的18阶横模工作,BALD输出光束质量得到提升。