터널 접합으로 형성된 다중 능동 영역 연접 구조 반도체 레이저에서는 일반적으로 발광 영역 간에 효과적인 횡방향 광학 결합이 부족하여 각 능동 영역의 발진 광점이 원거리장에서 여러 개의 비상관된 이산 공간 분포를 나타냅니다. 고속축 콜리메이션 후 출력 광빔은 광축에 대해 대칭적인 여러 이산 각도 분포로 나타나 원거리장 발산 각이 크게 증가할 뿐만 아니라 원거리장 강도 분포가 다중 광점 구조를 유지합니다. 광학 시스템으로 집광 또는 영상화 후 초점 품질이 저하되어 광섬유 결합 효율 및 출력 광빔 휘도의 향상이 제한됩니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 임계각 조절 기반의 전반사 프리즘 군과 대칭 고반사 프리즘 구조를 이용한 광선 성형 방법을 제안합니다. 임계각 하에서 선택적 반사를 통해 다중 방출 영역 광선의 각도 재구성을 실현하여 각 공간에서 원래 이산된 삼봉 분포를 성형 후 단봉 집중 분포로 합성하고, 고속축 발산 각을 0.52°에서 0.11°로 압축하여 약 79%의 각도 압축률을 달성하여 다중 능동 영역 광선 방향성 일치를 향상시켰습니다. 고속축 암부 압축 프리즘과 갈릴레오 축소 시스템을 결합하여 고속축 및 저속축 빔 파라미터 곱의 매칭을 추가로 달성하였습니다. 성형 후 고속축 빔 파라미터 곱은 54.6 mm·mrad에서 22.8 mm·mrad로 감소하였으며, 초점면 광강도 분포는 '3광점 이산 분포'에서 '단일 광점 집중 분포'로 변화하였고, 집광된 빔은 NA 0.22, 코어 직경 300 μm의 광섬유에 결합되었습니다. 시스템의 최대 출력 파워는 630 W에 도달하였으며 광-광 변환 효율은 78.8%였습니다. 또한 조립 및 가공 허용오차 분석, 열-구조 결합 시뮬레이션 및 분광 분산과 열 유도 굴절률 효과 분석을 통해 전반사 각도 성형 미러의 안정성과 실현 가능성을 평가하였으며, 본 광선 성형 및 결합 방안이 우수한 광학적 안정성과 공학적 적용 전망을 가지고 있음을 확인하였습니다.

터널 접합 연접 다중 능동 영역 반도체 레이저; 고속축 콜리메이션; 빔 성형; 각도 보정; 빔 품질; 광섬유 결합