摘要：由Van Cittert-Zernike提出的部分相干光定理出发,研究了大功率垂直腔面发射激光器（VCSEL）及其列阵器件的空间相干特性。采用杨氏双缝干涉实验装置得到980nm波段VCSEL单管器件的干涉条纹图样,再将干涉图样转换进行灰度读取处理得到光强分布图样,最后分别采用积分法和平均值法对光强图样进行计算,所得结果与由Van Cittert-Zernike定理所得的空间相干度理论值进行对比,并讨论了VCSEL器件发光孔径对其空间相干度的影响。实验结果表明提出的积分法计算出的空间相干度与理论值的误差在2.5%37.4%。而常用的平均值法所得结果与理论值的误差为7.5%120.5%。可见,传统算法误差普遍大于积分算法1.527倍。出光孔径在200500μm的单管VCSEL器件相干度在0.731-0.426之间,且发光孔径越小,其相干度越大。分析了积分平均值法和传统平均值法的优劣及VCSEL器件出光孔径对相干特性的影响,为VCSEL相干列阵的设计提供了必要的理论和实验依据。

关键词：相干光学 相干特性 双缝干涉 垂直腔面发射半导体激光器 空间相干度 

单位：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室 吉林长春130033 中国科学院大学 北京100049 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 江苏苏州215163