由于通常采用圓形孔徑加工光學系統，故可將單橫模輸出的半導體激光器發出的橢圓高斯光束近似為圓高斯光束，提出了對半導體激光器出射光束用軸對稱光學系統進行處理的方法。并通過計算有限孔徑的高斯光束有效菲涅爾數，確定了只要選擇合適的孔徑和距離，可以將幾何光學的一些方法引入到高斯光束的處理問題中。實驗中用視頻激光光束檢測儀對準直后的光束進行了測試，通過計算得出準直后的發散角被很好地控制在1mrad以內，從而驗證了理論的可行性及準直系統的實用價值。
關 鍵 詞 發散角; 準直; 菲涅爾數; 高斯光束; 光通信; 半導體激光器

光通信作為地球軌道衛星之間的通信以及無法鋪設光纖場合的點對點通信，很有發展前途。由于光通信具有傳輸容量大、保密性好、不受電磁干擾等優點，已日益受到人們的關注。
半導體激光器作為一種電光轉換效率高、驅動電流低、體積小、重量輕、結構簡單及穩定性好、壽命長、易于集成化和微型化的高可靠性光源，近年來制造工藝水平迅速提高，輸出功率不斷增大，已成為太空光通信的首選光源。如美國約翰遜空間站的激光對接系統采用CW半導體激光器作為光源；日本東京宇航研究所的空間交會對接掃描激光雷達采用CW/GaAlAs半導體激光器作為光源[1]。
但是半導體激光器由于具有非對稱激活通道，發出的激光在子午和弧矢方向其的發散角一般為20°～40°和5°～10°，從而形成像散，并在遠場形成橢圓光斑。這樣的激光束利用價值不高，無法實現長遠距離傳輸，故在使用半導體激光器時必須對其光束進行處理。國內外已報道的一些改善半導體激光束性能的方法和器件主要有：(1) 幾何透鏡組合準直系統；(2) 變形棱鏡消像散、準直系統；(3) 自聚焦棒透鏡準直系統；(4) 光纖微透鏡耦合系統；(5)二元光學元件準直系統等[2-8]。
為了使光電探測器不存在探測盲區，通常選用出射基橫模的半導體激光器，對于單橫模輸出的半導體激光器發出的橢圓高斯光束，若用圓高斯光束來處理，引入誤差很小，可以簡化理論計算[9]。同時，由于任何光束處理系統都有一定的口徑限制，通常采用圓形孔徑加工光學系統，即相當于在準直頭前加上合適圓光闌，限制圓光闌外的激光束通過，可在像方空間得到近似的軸對稱圓光束，故可將半導體激光器出射的橢圓光束近似為圓光束，用軸對稱光學系統進行處理。這種損失邊緣能量的辦法只是使光束束斑變小，對束斑亮度影響不大，不會降低作用距離，是一種用于半導體激光器光束準直的簡單有效的措施。實驗驗證了基于這一思想所設計的光束處理系統的可行性。