光纤激光器空间相干合束远场特性分析

J4 ›› 2009, Vol. 26 ›› Issue (4): 417-420.

光纤激光器空间相干合束远场特性分析

高昆¹ 许立新¹ 王安廷¹ 明海¹ 刘洋²王小兵² 程勇²

1中国科学技术大学物理系光子技术研究所安徽合肥 230026;
2武汉军械士官学校光电技术研究所湖北武汉 430075

收稿日期:2008-09-23 修回日期:2008-11-12 出版日期:2009-07-28 发布日期:2009-06-29
通讯作者: 许立新 (1966-)，男，中国科学技术大学物理系副教授，主要从事新型光纤器件及光纤非线性方面的研究。 E-mail:xulixin@ustc.edu.cn
作者简介:高昆 (1981-)，男，中国科学技术大学物理系在读博士生，主要从事光纤相干合束方面的研究。
基金资助:
国家973项目(61359030201)资助项目

Analysis of far-field characteristics of spatial coherent beam combining fiber lasers

GAO Kun¹ , XU Li-Xin¹ , WANG An-Ting¹ , MING Hai¹ , LIU Yang² , WANG Xiao-Bing² , CHENG Yong²

1 Department of Physics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China;
2 Institute of Optoelectronics, Wuhan Ordnance Non-Commissioned Officers Academy, Wuhan 430075, China

Received:2008-09-23 Revised:2008-11-12 Published:2009-07-28 Online:2009-06-29

摘要/Abstract

摘要：

基于Fraunhofer标量衍射理论，计算了按圆周形排列的6束光纤激光相干合束的远场光强分布，并对其能量集中程度进行了讨论。分析表明合成光束的远场光强分布可等效于若干平面波干涉结果与单束衍射包络之积，当单元激光器所排列的圆周直径在5倍单元激光束腰宽度以下的时候，合成光束将有超过90%的能量落在单元光束的86.5%能量圆以内。结论指出适当选择单元激光器的排列间距可以控制能量的集中程度，甚至使合成光束的能量集中度优于原单元激光器产生的高斯光束。

关键词: 激光技术, 相干合束, 标量衍射模型, 能量集中度, 光束质量

Abstract:

We simulate numerically the far-field intensity distribution of 6 circular arranged coherent fiber lasers and estimate its power convergence based on Fraunhofer diffraction theory. The results show that the intensity distribution at far-field is equivalent to the product of a Gaussian envelop and the interference distribution of several planar waves. When the diameter of the arranging circle is less than 5 times of the radius of a unit laser, over 90% of the power will drop into the 86.5% power circle of the unit laser. The calculation leads to the conclusion that power convergence of the combined beam can be optimized by adjusting the arrangement, where the convergence can even exceed that of a single unit laser beam.

Key words: laser techniques, coherent beam combining, scalar diffraction theory, power convergence, beam quality

中图分类号:

O436.1

高昆许立新王安廷明海刘洋王小兵程勇. 光纤激光器空间相干合束远场特性分析[J]. J4, 2009, 26(4): 417-420.

GAO Kun, XU Li-Xin, WANG An-Ting, MING Hai, LIU Yang, WANG Xiao-Bing, CHENG Yong. Analysis of far-field characteristics of spatial coherent beam combining fiber lasers[J]. J4, 2009, 26(4): 417-420.

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