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相干组合光纤激光器亮度更高、效率更好

本文摘要:定向能(DE)的激光武器仍然是科幻小说的主要题材。它们的现实发展依然难以捉摸,然而,几十年来科学家都在研究跨越化学、自由电子和固态技术的激光。在光纤激光技术的最新进展将转变这种格局。 通过去除脆弱校准的光学器件,光纤激光器可以被PCB一起在险恶的军事环境中运作,特征还包括极端的温度、冲击和振动。这种激光器的光电切换效率可多达40%,并且凭借其波导性质,大自然升空的光相似散射无限大的光束质量。

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定向能(DE)的激光武器仍然是科幻小说的主要题材。它们的现实发展依然难以捉摸,然而,几十年来科学家都在研究跨越化学、自由电子和固态技术的激光。在光纤激光技术的最新进展将转变这种格局。

通过去除脆弱校准的光学器件,光纤激光器可以被PCB一起在险恶的军事环境中运作,特征还包括极端的温度、冲击和振动。这种激光器的光电切换效率可多达40%,并且凭借其波导性质,大自然升空的光相似散射无限大的光束质量。

然而,目前最先进设备的单模光纤激光器的功率由于热量和非线性效应被局限于高于10kW,这一数量级高于大多数定向能应用于的拒绝。  由多个光纤激光器分段制备在一起可以突破这些功率容许。美国海军目前正在部署基于多光纤束的激光武器样机,而把多光纤绑在一起只不会获得较好的光束质量。

从这样的系统获得的激光能量向外扩散迅速,传播到远处的目标,这容许了该系统的有效地范围。一个替代方案是使用分光光束的人组,其中每根纤维以略为有所不同的波长运作,色散光学元件用来人组输入。

虽然所获得的光束是将近散射无限大的,但功率等级受到能用的光源的光谱亮度和激光增益比特率的容许。为了回避这些问题,相干性光束人组(CBC)可拓展的方法:闻图1。CBC使总功率输入获得提升,同时维持完整的光束质量,已沦为光纤激光器的标志。

  图1:两束光的相干性光束人组,使用一个50%反射光分束器。所有输出功率通过光束振幅瞄准被引领至其中一个输入端口,它们建构性地干预,然后输入光束的功率和亮度都增加一倍。  用CBC方法,如果两个互相相干性激光光束入射光各占到50%分束器,两个光束可以被组合成一个输入端口,只要它们瞄准振幅。

所获得的人组光束与每个输出光束具备完全相同的质量,但功率和亮度是其两倍。通过级联多个二端口合成器,或通过用于少于两个的端口的分束器,这个概念可以推展到两个以上的激光器。除了证明基本原理和光纤CBC的可扩展性,目标是通过研发一个强劲的、价格高,设计灵活的产品,推展光纤CBC技术走进实验室。


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