| 小火龍果 |
2023-11-16 09:31 |
RP 系列激光分析設(shè)計(jì)軟件 | 合束
各種激光器結(jié)構(gòu)允許開發(fā)高光束質(zhì)量即高輻射率（亮度）的高功率激光源 ，然而，所有這些方法都有其局限性，一些設(shè)想中的激光應(yīng)用需要更高的激光功率和亮度，這在任何已知的激光技術(shù)中似乎都是不可行的。另一個(gè)問題是，高功率激光系統(tǒng)的開發(fā)和制造數(shù)量很少，因此設(shè)備相當(dāng)昂貴。 \o/n
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解決這些難題的可行辦法是采用合束原理。它主要是指將多個(gè)激光源（通常以激光陣列的形式）的輸出合成在一起，以獲得單一輸出光束。使用可擴(kuò)展的合束技術(shù)，可以獲得功率可擴(kuò)展的激光源，即使單個(gè)激光器是不可擴(kuò)展的。 qt;y2gf=
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一般來說，合束的目的不僅是使輸出功率成倍增長，還要保持光束質(zhì)量，使輻射率增加的(幾乎)與輸出功率一樣多。因此，將互不相干的光束并排組合在一起通常是不夠的，因?yàn)檫@僅增加光束面積，但不減小光束發(fā)散，因此會(huì)增加光束參數(shù)乘積，降低光束質(zhì)量。 "V$Bnz\n
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在這里，我們將展示了如何利用 RP Fiber Power 來分析和優(yōu)化雙包層光纖設(shè)計(jì)。由于這涉及到一些復(fù)雜的細(xì)節(jié)，因此 RP Fiber Power 的高度靈活性對(duì)于完成這項(xiàng)任務(wù)至關(guān)重要。 U
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增加亮度的合束方法分為兩類:相干光合束使用相互相干的光束。相干偏振合束是一種變體，其他技術(shù)包括并排合成和填充孔徑合成。在概念最簡單的情況下，具有相同光頻的單色光束被合成在一起。但是，有些相干光束方案會(huì)在多頻譜的條件下工作，所有發(fā)射器的發(fā)射光譜相同。這項(xiàng)技術(shù)也可用于寬帶超短脈沖。 &'DU0c&
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光譜合束（也稱為波長合束或非相干合束）不需要相互相干，而是使用具有不重疊光譜的發(fā)射器。然后將單束光送入波長敏感的光束組合器，例如棱鏡、衍射光柵、分色鏡或體布拉格光柵。 E5N{j4\F
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這些技術(shù)將在相應(yīng)的文章中詳細(xì)的討論。這些技術(shù)可應(yīng)用于各種激光源，例如，基于激光二極管(特別是二極管板條)和光纖放大器，也可用于高功率固體激光器和 VECSELs 。 ]@0NO;bK>F
相干合束和光譜合束的比較: aOiR l,
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相干合束和光譜合束技術(shù)在多個(gè)方面有很大的不同: S}ECW,K
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光譜合束的最大優(yōu)點(diǎn)在于不要求合成光束的相互時(shí)間共振。這消除了一些重要的技術(shù)難題，使其更容易在高功率水平下穩(wěn)定運(yùn)行。原則上來說不要求有穩(wěn)定的偏振，盡管在使用衍射光柵時(shí)往往會(huì)重新引入這一要求。如果使用光纖放大器，與一些相干合成技術(shù)相關(guān)聯(lián)的單頻操作要求會(huì)使其更難達(dá)到高功率水平，因?yàn)榉蔷�性效應(yīng)明顯，例如受激布里淵散射。 a\:VREKj,
光譜合束不可避免地產(chǎn)生具有幾個(gè)(或多個(gè))特定分量的輸出光束，從而跨越很大的的光學(xué)帶寬。這意味著與單個(gè)發(fā)射器相比，光譜亮度甚至?xí)档�。這對(duì)于其他應(yīng)用來說無關(guān)緊要，但對(duì)于需要窄帶寬輸出的應(yīng)用來說則不然。 ,i,q!M{-
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至少與相干合束的平鋪孔徑技術(shù)相比，光譜合束更容易結(jié)合光束，而不會(huì)明顯降低光束質(zhì)量。 i![dPM
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光譜合束還具有更優(yōu)越的衰減能力，因?yàn)橐粋�(gè)發(fā)射器的故障只會(huì)相應(yīng)地降低輸出功率，而在平鋪孔徑相干光束結(jié)合的情況下，它還會(huì)影響輸出光束的質(zhì)量，從而降低輸出亮度，甚至功率。 qq1
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