首页 > 论文 > 中国激光 > 43卷 > 9期(pp:901009--1)

基于多路窄线宽光纤激光的9.6 kW共孔径光谱合成光源

9.6 kW Common Aperture Spectral Beam Combination System Based on Multi-Channel Narrow-Linewidth Fiber Lasers

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摘要

理论和实验研究了一种基于双多层电介质膜(MLD)光栅色散补偿构型设计的光谱合成激光器,该激光器既实现了多路光纤激光高光束质量共孔径光谱合成输出,也降低了单路光纤激光的线宽要求。优化了该激光器的光束质量退化分析模型,分析了激光波长、光栅色散和光谱结构对光谱合成输出光束质量的影响,实验研究了不同功率水平下的光谱合成输出光束质量变化特性,获得了最大输出功率为9.6 kW的高光束质量共孔径合成输出,光束质量M2为2.9,合成效率达到92.0%。通过进一步压缩每路光纤激光的线宽并提升其功率或增加合成路数,可以获得更高功率和更高光束质量水平的共孔径激光输出。

Abstract

A spectral beam combination (SBC) laser with dual multi-layer dielectric (MLD) grating dispersion compensation configuration is studied theoretically and experimentally, which can combine multiple-channel fiber lasers into a common aperture beam with high beam quality and reduce the linewidth requirement of the single channel fiber laser. The analysis model of the degradation of beam quality is optimized. The influences of the laser wavelength, the dispersion of grating and the spectral structure on the output beam quality of the SBC laser are analyzed. The variation of the beam quality of the SBC system at different output power levels is also studied experimentally. The output combined beam with the maximum average output power of 9.6 kW is obtained, of which the beam quality factor M2 is 2.9 and the combination efficiency is 92.0%. By reducing the linewidth and improving the output power of each channel fiber laser or increasing the number of channels, the common aperture SBC output beam can be further scaled with higher output power and higher beam quality.

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补充资料

中图分类号:TN248.1

DOI:10.3788/cjl201643.0901009

所属栏目:激光物理

基金项目:中国工程物理研究院院长基金(2015YZJJ-01)

收稿日期:2016-03-29

修改稿日期:2016-05-24

网络出版日期:--

作者单位    点击查看

马毅:中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
颜宏:中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
彭万敬:中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
王小军:中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100088
田飞:中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
孙殷宏:中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
赵磊:中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
王树峰:中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
李腾龙:中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
梁小宝:中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
王岩山:中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
冉欢欢:中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
柯伟伟:中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100088
冯昱骏:清华大学工程物理系, 北京 100084
唐淳:中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
张凯:中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900

联系人作者:颜宏(yanhong@caep.cn)

备注:马毅(1977—),男,硕士,副研究员,主要从事高功率固体激光和光纤激光技术方面的研究。

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引用该论文

Ma Yi,Yan Hong,Peng Wanjing,Wang Xiaojun,Tian Fei,Sun Yinhong,Zhao Lei,Wang Shufeng,Li Tenglong,Liang Xiaobao,Wang Yanshan,Ran Huanhuan,Ke Weiwei,Feng Yujun,Tang Chun,Zhang Kai. 9.6 kW Common Aperture Spectral Beam Combination System Based on Multi-Channel Narrow-Linewidth Fiber Lasers[J]. Chinese Journal of Lasers, 2016, 43(9): 0901009

马毅,颜宏,彭万敬,王小军,田飞,孙殷宏,赵磊,王树峰,李腾龙,梁小宝,王岩山,冉欢欢,柯伟伟,冯昱骏,唐淳,张凯. 基于多路窄线宽光纤激光的9.6 kW共孔径光谱合成光源[J]. 中国激光, 2016, 43(9): 0901009

被引情况

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