华中科技大学 光电子科学与工程学院，湖北 武汉430074
文章建立了光纤激光频谱组束的体光栅参数优化模型。研究结果表明，随着体光栅空间频率和折射率调制量的增大，体光栅所允许的光束谱宽减小，光束发散角增大，得到空间频率和折射率调制量优化选择参数。文章还对所选取的体光栅参数进行频谱组束的效率进行了分析。研究表明，采用优化参数的体光栅的频谱组束效率可提高至95%以上。
频谱组束 反射型体光栅 光栅参数 衍射效率 spectral beam combining reflecting volume grating grating parameter diffraction efficiency
1 滁州学院, 安徽 滁州 239000
2 空军工程大学 电讯工程学院, 西安 710077
针对反射体布拉格光栅谱组束中缺乏精密控制仪器的实验条件, 采用透镜作为光束入射角和准直控制器件, 设计了一种结构简单的谱组束系统。基于衍射效率方程, 得到了光栅最佳设计参数；基于像差理论, 得到了透镜最佳设计参数。针对该设计系统, 对影响组束效果的因素进行了分析, 并对组束效果进行了预测。结果表明：当激光束的谱宽小于1.5 nm时, 设计系统的组束效率能超过90%;而当光束的谱宽达到2.1 nm时, 设计系统也能获得超过88.7%的组束效率。
频谱组束 反射体布拉格光栅 透镜 系统设计 组束效果 spectral beam combining reflecting volume Bragg grating lens system design combining result
基于透射体布拉格光栅频谱组束的设计方案, 采用半导体激光器作为泵浦源, 以大模面积双包层Er3+/Yb3+共掺光纤为增益介质, 报道了两束光纤激光频谱组束的实验结果。在两束光纤激光输出功率分别为0.39和0.53 W、光栅实际衍射效率不到60%的情况下, 实现了组束功率为0.64 W、绝对组束效率高达69.6%的组束激光输出, 并分析了实验过程中影响组束效率的因素。
频谱组束 光纤激光 透射体光栅 衍射效率 spectral beam combining fiber lasers transmitting volume Bragg gratings diffraction efficiency
报道了外腔2个大模面积双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器频谱组束的实验结果,获得了最大功率为0.80 W、组束效率高达82.5%的组束激光输出。演示和分析了光纤末端放置位置的改变、光栅的旋转对输出光谱和组束效率的影响,结果表明:当光纤末端距系统轴的位置超过某一定值时,输出光谱呈现多模;当光栅与水平面所成角度减小时,组束效率逐渐增大。
光纤激光器 掺杂光纤 外腔 频谱组束 组束效率 fiber laser doped fiber external cavity spectral beam combining combining efficiency
针对激光多光谱探测对多色激光光源的需求，提出利用外腔频谱组束技术获取多光谱激光探测光源的方法。报道了外腔2个大模面积双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器频谱组束的实验结果，获得了一种3dB线宽分别为29.3nm和11.52nm的可调谐双光谱激光探测光源。实验结果和理论分析表明：外腔频谱组束技术是一种获得多光谱激光光源的可行方法。
频谱组束 多光谱探测 激光多光谱探测技术 Er3+/Yb3+共掺光纤 spectral beam combination multispectral detection laser multi-spectrum detection technology external cavity Er3+/Yb3+ co-doped fiber
基于耦合波理论,提出了一种推导反射体布拉格光栅衍射效率方程的新方法。在被推导的衍射效率方程基础上,获得了平面单色和高斯光束反射体布拉格光栅衍射的详细理论模型,分析了平面单色、发散单色和多色光束的衍射效率。结果表明:平面单色波的角和谱选择性随光栅厚度和空间频率而变化,角选择性的范围从低于0.01mrad到超过100mrad,谱选择性的范围从低于0.1nm到超过100nm;当光束的角发散或谱宽等于光栅的角选择或谱选择性时,光栅能提供超过88%的衍射效率;当光束的角发散或谱宽远小于光栅的角选择或谱选择性时,光栅衍射效率下降不明显,不到平面单色波的1%。
反射体光栅 光栅参数 布拉格衍射 衍射效率 频谱组束 reflecting volume Bragg grating grating parameter Bragg diffraction diffraction efficiency spectral beam combining
建立了由光纤激光器阵列、薄透镜和衍射光栅组成的频谱叠加理论模型,基于高斯光束的变换和衍射理论,推导出远场光强分布的关系式,探讨了系统参量的优化设计并进行了数值模拟.结果表明:当中心波长激光器的-1级干涉主极大与槽面衍射主极大重合、零级干涉主极大刚好落在槽面衍射的+1级零值极小上、其它波长激光器的-1级干涉主极大与中心波长激光器的槽面衍射主极大重合时,输出光束的衍射效率较高;当光栅平面法线与薄透镜光轴的夹角为衍射光栅槽形角的一半时,输出光束的半角宽度较小.
频谱组束 衍射光栅 光纤激光器 高斯光束 非相干组束
