В полупроводниковых лазерах с многозонной структурой каскадного туннельного перехода, из-за отсутствия эффективного поперечного оптического сопряжения между зонами излучения, лазерные пятна в дальней зоне представляют собой несколько некогерентных дискретных пространственных распределений. После коллимирования быстрой оси выходной пучок проявляет ряд симметричных относительно оптической оси дискретных угловых распределений, что не только значительно увеличивает угол расходимости в дальней зоне, но и сохраняет многопятновую структуру распределения интенсивности. При фокусировке или изображении оптической системой происходит ухудшение качества фокального пятна, что ограничивает эффективность сопряжения с оптическим волокном и яркость выходного пучка. Для решения этой проблемы в статье предложен метод формирования пучка на основе полного внутреннего отражения с использованием призменной группы и симметричной высокоотражающей призменной структуры для управления критическим углом, который посредством селективного отражения под критическим углом реконструирует угловое распределение многозонного пучка, превращая исходное трёхпер峰ное дискретное распределение в единичное концентрированное. Угол расходимости быстрой оси был сжат с 0.52° до 0.11°, что составляет примерно 79% сжатие, повышая согласованность направления пучка с несколькими активными зонами. В сочетании с призмой сжатия тёмной области быстрой оси и системой сжатия Галилея достигнуто соответствие параметров пучка по быстрой и медленной осям. После формирования произведение параметров пучка быстрой оси уменьшилось с 54.6 мм·мрад до 22.8 мм·мрад, распределение интенсивности в фокальной плоскости трансформировалось из «трёхпятнового дискретного» в «однопятновое концентрированное», и сфокусированный пучок был эффективно введён в оптическое волокно с NA 0.22 и сердцевиной 300 мкм. Пиковая выходная мощность системы достигла 630 Вт, а оптическая КПД составила 78.8%. Кроме того, стабильность и реализуемость оптических систем с зеркалами полного внутреннего отражения были оценены анализом допусков сборки и обработки, теплово-структурным сопряжённым моделированием, спектральным дисперсионным и термооптическим анализом, что демонстрирует хорошую оптическую стабильность и перспективы инженерного применения данной схемы формирования и объединения пучков.

полупроводниковый лазер с многозонной структурой каскадного туннельного перехода;коллимация быстрой оси;формирование пучка;коррекция угла;качество пучка;оптическое волокно сопряжение