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發(fā)布時(shí)間:2017-01-07 18:06:06點(diǎn)擊率:
通常,因?yàn)閱我患す庠雌涮匦匀鐝?qiáng)度、波長、偏振、相位、空間模式等具有一定的局限性,需要用其他光源進(jìn)行補(bǔ)足。所以在滿足應(yīng)用條件的情況下,需要考慮更加穩(wěn)便經(jīng)濟(jì)的方案。
一般而言,來自不同光源而特性相同的光束是不存在的;同時(shí),利用待合束的光源之間明顯不同的特性來操作又是合理的。基于現(xiàn)有的工藝技術(shù)水平,篩選可以操作的光源差異化特性,是達(dá)到穩(wěn)便經(jīng)濟(jì)目的的第一步。
利用光源間的波長差別而合束,是最常見的非相干合束手段之一。二色性干涉膜、衍射光柵、利用對波長有依賴性的傳播常數(shù)的倏逝波耦合、F-P干涉腔、晶體干涉等都可以實(shí)現(xiàn)合束,產(chǎn)生了豐富多彩的工藝技術(shù)類別和相應(yīng)產(chǎn)品。
利用光源間的偏振差別而合束,也是很常見的合束手段。通過PBS膜或雙折射晶體,可將兩束偏振態(tài)正交的線偏振光源以很小的損耗合束。這對增加單模泵浦功率十分有用;而正交的兩束光,并未要求它們之間的其他特性如波長等有差別,所以在拉曼放大器中對于消除偏振依賴十分有用;在量子通信中,不同傳態(tài)的信號通過偏振合束傳輸,正是量子密鑰難以破譯的重要原因。
空間合束也是增加光功率的有效途徑。由于只是簡單的合并光能量,空間組束對波長、偏振、相位等都無嚴(yán)格要求,十分經(jīng)濟(jì)高效;同時(shí),雖然這種方法犧牲了光束質(zhì)量,但在耦合效率上卻無疑是最高的。
以上利用非相干的方式實(shí)現(xiàn)的合束方法,統(tǒng)稱為非相干合束。除此之外,還可以利用光束間相干疊加的方式獲得合束。相干合束方法又分主動(dòng)鎖相與被動(dòng)(自適應(yīng))鎖相,它們都是使待合束的各光束具有高度一致的特性,從而在耦合處獲得相干疊加。隨著參與光束的增加,主動(dòng)鎖相方式獲得的效率將逐漸降低,系統(tǒng)復(fù)雜程度也不斷加大。而對于被動(dòng)鎖相方法,合束數(shù)量可能是個(gè)限制。
對于單純?yōu)樵黾庸β实慕M束方式而言,原則上各類合束方法可以混合應(yīng)用,比如使用MOPA方式進(jìn)行相干合束,合束光具有“單一”波長,包含了L束;將M束具有一定波長差的相干合束光波分復(fù)用得到更強(qiáng)的合束光;再使N束波分復(fù)用合束光空間合束,則激光能量將達(dá)到可觀的LxMxN倍!若算上偏振合束,還將進(jìn)一步提升其能量總和。于是,綜合運(yùn)用激光束的各特性異同,可獲得十分可觀的功率組束效果。
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