光纤激光器光谱合束技术综述

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1、第46卷第5期激光与红外Vol．46，No．52016年5月LASEＲ＆INFＲAＲEDMay，2016文章编号:1001－5078(2016)05－0517－05·综述与评论·光纤激光器光谱合束技术综述张大勇，郝金坪，朱辰，张昆，张利明(固体激光技术重点实验室，北京100015)摘要:对实现高功率、高光束质量输出的光纤激光器光谱合束技术进行了综述。针对体布拉格光栅合束和多层介质膜光栅合束两种技术方案进行介绍，从合束原理、高功率窄线宽光纤激光器单元、光栅器件以及合束方案等方面进行分析。同时，针对近年来国内外在光纤激光光谱

2、合束技术领域的发展也进行了归纳性的介绍。关键词:光纤激光器;光谱合束;体布拉格光栅;多层介质膜光栅中图分类号:TN248．1文献标识码:ADOI:10．3969/j．issn．1001－5078．2016．05．001ＲeviewonspectralbeamcombiningoffiberlasersZHANGDa－yong，HAOJin－ping，ZHUChen，ZHANGKun，ZHANGLi－ming(ScienceandTechnologyonSolid－stateLaserLaboratory，Beijing1

3、00015，China)Abstract:Thetechnologyonspectralbeamcombiningoffiberlaserstoachievehighpowerlaseroutputandhighbeamqualityisreviewedandillustrated．TwowaysofspectralbeamcombingincludingvolumeBragggratingcombiningandmultilayerdielectricgratingcombiningareintroduced．Thep

4、rincipleofspectralbeamcombining，highpowernarrowbandwidthfiberlasers，gratingcomponentsandtheschemesofbeamcombiningareanalyzed．Furthermore，thedevel-opmentsofspectralbeamcombiningoffiberlasersathomeandabroadaresummarizedaswell．Keywords:fiberlaser;spectralbeamcombini

5、ng;volumeBragggrating;multilayerdielectricgratingcombining1引言lycombining)和光谱合束(SBC，spectralbeamcombi-高功率、高光束质量一直是固态激光器追求ning)。相干合束理论上可以无限合成功率，但由于的目标，随着高端工业应用、特别是潜在的军事应单元光束空间分离(填充因子)的缘故，光束质量无用等需求的牵引，高功率、高光束质量的全固态激法达到衍射极限，且对单元光束的相位稳定度和控［2］光器技术发展方兴未艾。光纤激光器具备转换效制精度要求

6、极高，工程上实现难度较大;光谱合率高、光束质量好、热管理简单、使用灵活等一系束一般只能在增益介质的增益带宽内有限合成功列优点，逐渐成为高功率全固态激光器技术研究率，但设计相对简单，对单元光束稳定性和控制要求［2］的热点。光纤激光器由于热效应、非线性效应、光较低，同时又能实现衍射极限的光束质量，目前纤损伤、泵浦耦合、模场直径等因素的限制，单纤是光纤激光器实现高功率、高光束质量激光输出的［1］单模的激光输出被限制在了万瓦量级，若要获较好选择。得更高功率水平，则需要采用多单元光束合束方2光谱合束技术的原理式实现，目前发展较快的

7、主要有相干合束(coherent-目前，光谱合束技术主要基于两类色散元件，一作者简介:张大勇(1975－)，男，硕士研究生，主要从事固体激光和光纤激光器方面的研究。E－mail:zdy_75@sina．com收稿日期:2016－01－18518激光与红外第46卷种是体布拉格光栅(volumeBragggrating，VBG)，一如图2所示。种是多层介质膜光栅(multilayerdielectricgrating，MLDG)。［3］体布拉格光栅合束的基本原理如图1所示。图1反射式体布拉格光栅光谱合束原理图Fig．1Sch

8、ematicdiagramofspectralbeamcombining图2多层介质膜光栅光谱合束原理图byareflectingvolumeBragggratingFig．2Schematicdiagramofspectralbeamcombining当一束平面波入射至一块非倾斜(光栅向量平byamultilaye