开环波长选择性外部谐振器和光束组合系统技术方案

在本文中描述了将多个单独的输入光束组合成单个输出光束的各种密集波长光束组合(DWBC)装置。在本文中设想的DWBC装置是开环配置，即反馈产生系统的波长选择性光学器件从光束组合系统去耦合的配置，光束组合系统组合多个输入光束，每个输入光束具有从一定范围的不同波长中选择的波长。特别地，由光束组合系统产生的组合输出光束的每个组成光束横贯不包括反馈产生系统的波长选择性光学器件的光路。在本文中设想的DWBC装置进一步提供反馈产生系统的光学器件的波长相关角色散函数与光束组合系统的光学器件的波长相关角色散函数的匹配。外部腔激光二极管阵列包括边缘发射LD(111A‑111N)、用于所发射的光束到衍射光学器件(115)上的发散控制的聚焦光学器件(112)、后向反射器(120)和半波片(113)以及用于控制输出功率的偏振器(114)。腔内空间过滤器(116)可以用于控制空间光束质量，并且腔外色散光学器件(122)用于输送组合多波长高功率光束。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】开环波长选择性外部谐振器和光束组合系统
本公开内容总体上涉及激光系统，并且更具体地涉及用于窄带宽激光束稳定化和多个激光束组合的系统和方法。
技术介绍
密集波长光束组合(DWBC)技术使多个相对低的功率输入光束在空间上叠加以产生单个高功率输出光束。为了确保高功率输出光束具有高质量，DWBC需要对每个单独发射器进行波长锁定。波长锁定指的是迫使由发射器发射的绝大多数辐射具有落在窄期望波长光谱内的波长。DWBC系统通过提供波长选择性反馈来实现每个单独发射器的波长锁定。波长选择性反馈刺激在期望波长下的辐射的发射，其排除在非期望波长下的辐射。DWBC系统可以利用单独发射器的谐振器腔外部的谐振器腔来提供波长选择性反馈。在没有波长选择性反馈的情况下，DWBC系统中的单独发射器将发射在非期望波长下的不可容忍的水平的辐射。不能通过使用光谱-角色散元件(例如衍射光栅)来将具有非期望波长的辐射组合成单个光束。因为很多DWBC系统作为逆光谱仪，波长选择性反馈和由单独发射器发射的辐射需要在变化的环境条件下极其稳定。另外，具有非期望波长的辐射可以借助于相邻发射器之间的光谱串扰来引起输出功率的暂时波动。光谱串扰指的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外部腔激光装置，包括：多个光束发射器，其共同发射多个外部腔输入光束，所述多个外部腔输入光束均具有带有初始线性偏振状态的主要分量；光束分离器，其设置在所述多个输入光束的光路中，并且被配置为从所述多个外部腔输入光束提取多个第一提取的分量光束并将所述多个第一提取的分量光束引导到反馈支路中；反射元件，其设置在所述反馈支路中并被配置为将所述多个第一提取的分量光束反射回来穿过所述光束分离器，以使得所述多个第一提取的分量光束的至少一部分作为多个正交反馈分量光束被引导到所述多个光束发射器中，所述多个正交反馈分量光束具有与所述初始线性偏振状态正交的偏振状态；以及第一角色散光学器件，其设置在所述反馈支路中并具...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.23 US 14/521,4871.一种外部腔激光装置，包括：多个光束发射器，其共同发射多个外部腔输入光束，所述多个外部腔输入光束均具有带有初始线性偏振状态的主要分量；光束分离器，其设置在所述多个输入光束的光路中，并且被配置为从所述多个外部腔输入光束提取多个第一提取的分量光束并将所述多个第一提取的分量光束引导到反馈支路中；反射元件，其设置在所述反馈支路中并被配置为将所述多个第一提取的分量光束反射回来穿过所述光束分离器，以使得所述多个第一提取的分量光束的至少一部分作为多个正交反馈分量光束被引导到所述多个光束发射器中，所述多个正交反馈分量光束具有与所述初始线性偏振状态正交的偏振状态；以及第一角色散光学器件，其设置在所述反馈支路中并具有第一波长相关角色散函数，所述第一角色散光学器件被配置为在所述多个第一提取的分量光束上传递由所述第一波长相关角色散函数确定的波长相关角光谱。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个光束发射器是布置成线的多个二极管光束发射器。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个光束发射器是布置成阵列的多个二极管光束发射器。4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述阵列由以下其中之一形成：被配置成垂直叠置体的多条二极管线、被配置成水平叠置体的多条二极管线、或二极管线的二维阵列。5.根据权利要求1所述的装置，还包括：第一位置到角变换光学器件，其设置在所述多个光束发射器与所述反馈支路中的所述角色散光学器件之间的光路中，并且被配置为在所述多个外部腔输入光束中的每个外部腔输入光束上传递相对于所述反馈支路中的所述第一角色散光学器件的入射角。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光束分离器还被配置为从所述多个外部腔输入光束提取多个第二提取的分量光束并将所述多个第二提取的分量光束引导到光束组合支路中。7.根据权利要求6所述的装置，还包括被配置为使所述多个第二提取的分量光束中的每个第二提取的分量光束的偏振旋转的偏振光学器件。8.根据权利要求6所述的装置，其中，所述光束组合支路包括第二角色散光学器件，所述第二角色散光学器件具有第二波长相关角色散函数并被配置为在所述多个第二提取的分量光束上传递由所述第二波长相关角色散函数确定的波长相关角光谱。9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述第二角色散光学器件通过透射或反射来自具有共同传播方向的重叠区域的所述多个第二提取的分量光束来产生组合输出光束。10.根据权利要求8所述的装置，其中，所述第一波长相关角色散函数与所述第二波长相关角色散函数相同。11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光束分离器包括：第一半波片，其被配置为使所述多个外部腔输入光束中的每个外部腔输入光束的所述偏振状态旋转以产生多个改变的输入光束，所述多个改变的输入光束均具有第一改变的输入光束分量和第二改变的输入光束分量，所述第一改变的输入光束分量具有与所述初始线性偏振状态正交的偏振状态，所述第二改变的输入光束分量具有与所述初始线性偏振状态平行的偏振状态；以及偏振光束分离器，其被配置为通过从所述多个改变的输入光束中的每个改变的输入光束提取所述第一改变的输入光束分量来产生所述多个第一提取的分量光束，并且将所述第一提取的分量光束引导到所述反馈支路中。12.根据权利要求8所述的装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·基利，S·里德，C·蒂尔科恩，H·齐莫尔，
申请(专利权)人：通快激光有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE