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分段反射率分束器的合成方案详细说明

消耗积分:2 | 格式:pdf | 大小:0.25 MB | 2020-11-25

王杰

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  通过将多个超快光纤激光进行相干合成,可以克服单根光纤的功率限制。在这种相干合成装置中,一般采用偏振分束器(PBS)用于合束(如图 1(a)所示),不过这种装置复杂度较高,而且随着合成通道数的增多,占用体积也会越来越大。德国耶拿课题组提出了分段反射率分束器(SMS)的合成办法,如图 1(b)(c)所示。

  图 1 (a)级联合束系统示意图 (b) SMS 装置示意图,数值为分束面的反射系数,在输入波束阵列功率均匀的情况下,可以实现振幅完全匹配。(c)整体 SMS,即所有镀膜都沉积在单个元件上 (d)将组合扩展为二维阵列,每个 SMS 镀膜分布一致

  SMS 可以仅用一个或两个光学元件制造。对于多个超快激光光束的合成,采用双单元空气间隔设计可使非线性效应和色散效应最小化,同时该装置还可以拓展到二维合束,如图 1(d)所示。为了实现合束过程中完美的振幅匹配,必须在每个分束或合束节点使用特殊的镀膜部分。但是对于每一束光,需要一个特定镀膜的反射区,装置还是较为复杂。由于相干合成中振幅误差的影响相对于相位误差的影响较小,耶拿课题组提出了一种可以共用镀膜的简化设计。

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