[发明专利]一种半导体激光器的仿真方法及计算机设备

权利要求书

1.一种半导体激光器的仿真方法，其特征在于，所述半导体激光器包括：

激光发射源，所述激光发射源被配置为发射第一激光；

第一反射镜，第一反射镜被配置为将所述第一激光反射，以形成第二激光；

第二反射镜，所述第二反射镜被配置为将所述第二激光反射至所述半导体激光器的输出口，以形成第三激光；

输出透镜组，所述输出透镜组位于所述第三激光的光路上；

光栅，所述光栅位于所述第一激光、所述第二激光的光路上，且相对所述第一激光的传播方向倾斜设置；

所述半导体激光器的仿真方法包括：

S1、根据所述半导体激光器的几何参数，建立所述半导体激光器的几何模型；

S2、将目标光学元件的几何模型划分成若干个单元，以形成仿真模型；其中，所述目标光学元件包括第一反射镜、所述第二反射镜、所述输出透镜组以及所述光栅中的至少一个；

S3、根据所述目标光学元件的目标参数和边界条件，以及所述激光发射源的目标参数，计算所述仿真模型中每个所述单元的温度值和热应变量，以获取所述仿真模型的温度场以及热应变场；

S3包括：

S31、根据所述目标光学元件的激光入射功率、以及激光出射功率与所述激光入射功率之间的关系，获取所述仿真模型的激光吸收功率的大小；

S32、根据所述激光吸收功率与吸热量之间的关系，获取所述仿真模型中每个所述单元的所述吸热量；

S33、根据所述吸热量与所述温度值之间关系，计算所述仿真模型中每个所述单元的所述温度值，以获取所述仿真模型的温度场；

S34、根据每个所述单元的温度初始值和所述温度值，获取每个所述单元的温度改变量；

S35、根据热应变量和所述温度改变量之间的关系，计算每个所述单元的所述热应变量，以获取所述仿真模型的热应变场。

2.根据权利要求1所述的半导体激光器的仿真方法，其特征在于，

在获取所述仿真模型的热应变场的分布之后，S35还包括：

根据热应力和所述热应变量之间的关系，计算每个所述单元的所述热应力的大小，以获取所述仿真模型的热应力场。

3.根据权利要求1所述的半导体激光器的仿真方法，其特征在于，

在S34之后，还包括：

S36、根据光栅周期与所述温度改变量之间的关系，获取所述光栅上不同区域的所述光栅周期的大小。

4.根据权利要求3所述的半导体激光器的仿真方法，其特征在于，

在S36之后，还包括：

S37、根据所述光栅所反馈光束的中心波长与所述光栅周期之间的关系，获取所述光栅上不同区域所反馈光束的中心波长的大小。

5.根据权利要求1所述的半导体激光器的仿真方法，其特征在于，

在S34之后，还包括：

S38、根据所述光栅的衍射效率与所述温度改变量之间的关系，获取所述光栅上不同区域的衍射效率。

6.根据权利要求1所述的半导体激光器的仿真方法，其特征在于，

在步骤S3之后，还包括：

S4、根据所述半导体激光器的输出功率的增益与所述半导体激光器的输出功率、所述激光发射源的输出功率之间的关系，获取不同的所述激光发射源的输出功率所对应的所述半导体激光器的输出功率的增益大小。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的半导体激光器的仿真方法，其特征在于，

步骤S2、S3由有限元分析软件执行。

8.根据权利要求1～6中任一项所述的激光器的仿真方法，其特征在于，

所述目标光学元件的目标参数包括：所述目标光学元件的材料的折射率、吸收系数、密度、导热系数、恒压热容、热膨胀系数、泊松比和杨氏模量；

所述输出透镜组包括沿所述第三激光的出射方向依次设置的一个凸透镜、一个凹透镜以及一个柱面镜；所述目标光学元件的目标参数还包括：所述凸透镜、所述凹透镜以及所述柱面镜的几何尺寸参数；

所述激光发射源的目标参数包括：所述第一激光的光波长、光束直径以及所述激光发射源的输出功率。

9.一种计算机设备，其特征在于，用于执行权利要求1～8中任一项所述的半导体激光器的仿真方法。