相干光束合成2.0 μm高平均功率飛秒激光傳輸的替代方案
工作波長延伸至2.0μm范圍的高功率超快激光器引起了越來越多的研究興趣,主要原因是其在遙感、材料加工、醫療保健和中紅外寬帶超連續譜產生等各個領域的應用。
摻銩光纖 (TDF) 啁啾脈沖放大器 (CPA) 已被公認為產生高平均功率 2.0 μm 超快激光的有希望的候選方案,這得益于光纖激光器在高轉換效率、高效散熱和優異的光束質量方面的優點。為了進一步提高激光功率,另一種方案是相干光束合成 (CBC),它將激光信號分成多個并行放大通道,然后將它們相干地合成單個輸出光束,其功率縮放因子接近于所采用的通道數,從而有效地減輕單個光纖放大器的非線性和熱效應的影響。然而,在目前的大多數 CBC 系統演示中,采用自由空間耦合放大通道使系統脆弱而笨重,并且難以擴展組合通道?;谌饫w放大通道的更緊湊的 2.0 μm 超快激光 CBC 尚未見報道。由周普教授和 A./Prof.中國國防科技大學 (NUDT) 的李燦對高功率/能量超快光纖激光技術感興趣?;陔p通道全 PM TDF-CPA,通過基于 SPGD 算法的光纖拉伸器主動控制相對相位,相干組合效率約為 81%,估計殘余相位誤差為λ /17,最大輸出功率為 265 W,這代表了基于全 PM TDF-CPA 的 CBC 系統產生的最高平均功率。經一對衍射光柵壓縮后,測量到組合激光脈沖的持續時間為 690 fs,對應的峰值功率為 4 MW。題為“兩個全 PM 摻銩光纖啁啾脈沖放大器的相干光束組合”的作品發表在Frontiers of Optoelectronics 上(2024 年 5 月 28 日出版)。
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