In den durch Tunnelstruktur gebildeten, kaskadiert verbundenen Halbleiterlaser kommen aufgrund des in der Regel fehlenden effektiven seitlichen optischen Kopplungsbereichs zwischen den Emissionsbereichen in der Regel mehrsource laschen auf. Im Fernfeld zeigt der emittierte Laserstrahl nach schneller Achsenjustierung eine Reihe von diskreten winkelverteilten Peaks symmetrisch zur optischen Achse, was nicht nur zu einem deutlichen Anstieg des Fernfelddivergenzwinkels führt, sondern auch die Multi-Spot-Struktur im Fernfeld beibehält. Nach der Kollimation oder Abbildung durch das optische System wird die Qualitätsverschlechterung des Fokus verursacht, was die Koppeleffizienz der Lichtleiter und die Erhöhung der Helligkeit des Ausgangsstrahls einschränkt. Zur Lösung dieses Problems wird in diesem Artikel eine Strahlformungsmethode auf der Basis der kritischen Winkelsteuerung eines Systems von Totalreflexionsprismen und einer symmetrischen hohen Reflexionsprismenstruktur vorgeschlagen, welches durch selektive Reflexion im kritischen Winkel eine Neugestaltung des aus den Mehrsourcebereichen emittierten Strahls erreicht, so dass die ursprüngliche diskrete Dreispitzverteilung im Winkelraum nach der Formung zu einer konzentrierten Einzelspitzverteilung wird, wobei der Schnellachsdivergenzwinkel von 0,52° auf 0,11° komprimiert wird, was eine Kompressionsrate von etwa 79% erreicht und die Kohärenz der Strahlrichtung der Mehrsource-Bereiche verbessert. In Kombination mit der Schnellachsdunkelbereichskomprimierungsprisma und dem Galilei-Bündelsystem wird eine bessere Anpassung der Schnell- und Langachsstrahlparameter erreicht. Nach der Formung wird das Produkt der Schnellachstrahlerparameter von 54,6 mm·mrad auf 22,8 mm·mrad reduziert, die Lichtscheibenintensität wird von einer diskreten Dreispitzverteilung in eine konzentrierte Einzelspitzverteilung transformiert und der Fokalbund in einen Lichtleiter mit NA 0,22 und einem Kernradius von 300 μm gekoppelt. Die maximale Ausgangsleistung des Systems beträgt 630 W und die Licht-Licht-Wandlungseffizienz beträgt 78,8%. Darüber hinaus wird durch Toleranzanalysen und Prozessfertigungsanalysen, thermisch-strukturelle Kopplungssimulationen und Analysen zur spektralen Dispersion und den thermisch verursachten Brechungsindexeffekt die Stabilität und Realisierbarkeit der Spiegelanordnung zur Strahlformung und Bündelung bewertet, was darauf hindeutet, dass die vorgeschlagene Strahlformungs- und Bündelungslösung eine gute optische Stabilität und Anwendungsaussichten in der Ingenieuranwendung aufweist.

In Tunnelstruktur gebildete kaskadierte Halbleiterlaser mit Mehrsource-Bereichen;Schnellachse Justage;Strahlformung und Winkelskorrektur;Strahlqualität;Lichtleiterkopplung