设计了由两支光纤激光器通过耦合器组成的迈克尔逊腔型光纤激光器阵列，实现了相干合成输出，相干合成功率与完全相干合成的理论值偏差约9％。研究了子激光器功率差对低损耗端口相干合成特性的影响。结果表明：当子光纤激光器功率差减小时，耦合效率增大，理论与实验偏差减小，泵浦效率增大，输出功率增大，光谱中心波长基本不变；子激光器功率越大，子激光器功率差对以上物理量的影响越小。

在光纤激光器阵列的相干合成技术中,主振荡并联放大器(MOPA)方案最关键的技术是对光纤放大器进行相位控制与校正.本文用两种方法分别对掺镱光纤放大器进行了相位控制与校正.一种是爬山法,通过自动寻优的方式不断改变相位调制器控制电压,使系统输出保持在干涉最强处;另一种是外差法,通过实时探测和校正光路中相位的变化,确保输出光束的相位一致.实验系统中主振荡激光器的波长为1 083 nm,输出功率0～100 mW连续可调.光纤相位调制器是铌酸锂相位调制器.光纤放大器输出功率0～1 W连续可调,整个光路为全保偏光路.爬山法系统的工作频率为100 kHz,控制精度为λ/10;外差法系统的移频量为40 MHz,精度优于λ/20.在两类闭环控制过程中,铌酸锂相位控制器都很好地实现了光纤放大器的相位校正.该工作为实现光纤激光器阵列的相干合成打下实验基础.

光纤激光相干合成技术是实现高功率、高亮度光纤激光系统的重要技术途径.采用主振荡并联放大器(MOPA)方案对三路掺镱光纤放大器进行实时相位探测与校正,其中每路光纤放大器的输出功率大于等于1 W,三路总功率大于等于3 W.采用铌酸锂光纤相位调制器,外差法系统的移频量为40 MHz,相位探测与校正精度优于λ/20,整个光路为全保偏光路.实验分别给出了两路和三路光纤放大器的相干合成结果.系统开环时,远场光斑为动态、模糊干涉条纹,条纹可见度为7%和6%;系统闭环运行时,远场光斑为稳定、高对比度干涉条纹,条纹可见度有大幅度提高,达到44%和48%.这表明闭环控制使两路和三路光纤激光的相位变化得到了有效补偿,系统实现了相位锁定运行和高相干度合成输出.

综述了国内外在高功率光纤激光器相干合成方面的最新进展, 分析了各种方案的优缺点, 并展望了光纤激光器相干合成的应用前景。国外已研发了19芯阵列光纤, 进行了10路光纤激光器相干合成, 输出功率已达200W。国内进行了两束光纤激光的相干组束, 获得了连续波18.3W的光纤激光输出, 并在高速相位探测与锁定方面取得了一定进展。