A laser source based on coherent synthesis of diffractive optical elements with active optical feedback of a ring cavity is presented. It mainly consists of a passive ring cavity with all optical feedback and a two-stage active control optical loop with different tuning ranges. The characteristic is that the multi-channel narrow linewidth fiber laser is combined into a high-energy laser spatial output by all-optical feedback and co-aperture coherent synthesis. The active control feedback loop can ensure that the seed wavelength of the initial main oscillation is consistent with the central wavelength of the feedback cavity mode, further narrow the output linewidth of the synthetic laser, reduce the phase noise and reduce the external environment to the ring cavity. Interference to maintain the stability of phase-locked effect. The invention overcomes the characteristics of low synthesis efficiency, strong phase noise and poor phase-locked effect of the traditional passive coherent synthesis system. It can not only maintain the stability and security of the synthesis system, but also help to expand the size of the array and improve the brightness of the narrow linewidth output laser. It is an effective technical way to realize the expansion of the fiber laser to higher power and better beam quality.
【技术实现步骤摘要】
基于环形腔主动光反馈的DOE相干合成的激光光源
本专利技术涉及激光光源,特别是一种基于环形腔主动光反馈的衍射光学元件(DOE)相干合成的激光光源。
技术介绍
光纤激光器具有结构简单紧凑、热管理方便、能量转换效率高、性能稳定可靠和光束质量好的优点,在高功率激光
得到了广泛应用。目前单模光纤激光器的输出功率已经突破万瓦级。然而,受到热效应、非线性效应、模式不稳定以及端面损伤等因素的限制,单根光纤激光器的输出功率存在理论极限。为了提高窄线宽低相位噪声的光纤激光光源的输出功率,相干光束合成被提出且深入研究,成为目前最重要技术手段之一。该技术通过将多路基于MOPA结构的低相位噪声的光纤激光进行合束,并对各子路组束激光的相位进行控制,以达到相位锁定而获得相干叠加,这样既保证输出激光具有与单路激光相近的光学特性,同时又能有效地提高相干合成后的激光输出功率。全光反馈被动相干合成技术是上述合成方法中的一种,此种方法无需复杂的相位锁定条件,响应速度快,结构简单且路数可扩展性强,是近期研究的热点。该技术采用全光反馈的环型腔结构,通过单模光纤滤波器进行模式滤波,使同相光信号腔内损耗最小,通过此种自组织的相位选择方式得到各路光纤激光器的相位锁定,使得合束激光的亮度得到大幅提升。在先技术“基于达曼光栅的光纤激光全光反馈被动相干合束系统CN103441419A”中需要辅助主振荡为放大器提供种子,提供初始的反馈光,保证在反馈回路受到意外遮挡后,放大器不受自激振荡的危害。在子光束阵列实现相位锁定后,波长锁定在环形腔损最小的模式,一般相位锁定的腔模与种子波长不同,此时辅助主振荡需要手动 ...
【技术保护点】
1.一种基于环形腔主动光反馈的衍射光学元件相干合成的激光光源,其特征在于,包括全光反馈的被动环形腔(1)和主动光电反馈环路(2),所述的全光反馈的被动环形腔(1)包括依次连接的1×N光纤分束器(101),该1×N光纤分束器(101)将入射光分为N路,经N路光纤放大器(102)、对应的输出端帽阵列(103)、第一准直傅里叶透镜(104)会聚至DOE元件(105),再经第一平面分束镜(106)分为第一透射光和第一反射光,在第一反射光方向是功率探测器(107),在第一透射光方向依次是第二成像傅里叶透镜(108)、第二平面分束镜(109),该第二平面分束镜(109)将输入光分为第二透射光和第二反射光,在第二透射光方向是CCD相机(110),在所述的第二反射光方向依次经单模反馈光纤(111)、反馈光光纤预放大器(112)、光纤耦合器(113)、种子光光纤预放大器(114)与所述的1×N光纤分束器(101)的输入端相连,所述的输出端帽阵列(103)水平高度需要保持一致,光轴相互平行,远场的指向偏差角要控制在微弧度量级,竖直方向距中心光轴的间隔D满足如下条件:D=f·tanθ式中,f为第一准直傅里叶 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于环形腔主动光反馈的衍射光学元件相干合成的激光光源,其特征在于,包括全光反馈的被动环形腔(1)和主动光电反馈环路(2),所述的全光反馈的被动环形腔(1)包括依次连接的1×N光纤分束器(101),该1×N光纤分束器(101)将入射光分为N路,经N路光纤放大器(102)、对应的输出端帽阵列(103)、第一准直傅里叶透镜(104)会聚至DOE元件(105),再经第一平面分束镜(106)分为第一透射光和第一反射光,在第一反射光方向是功率探测器(107),在第一透射光方向依次是第二成像傅里叶透镜(108)、第二平面分束镜(109),该第二平面分束镜(109)将输入光分为第二透射光和第二反射光,在第二透射光方向是CCD相机(110),在所述的第二反射光方向依次经单模反馈光纤(111)、反馈光光纤预放大器(112)、光纤耦合器(113)、种子光光纤预放大器(114)与所述的1×N光纤分束器(101)的输入端相连,所述的输出端帽阵列(103)水平高度需要保持一致,光轴相互平行,远场的指向偏差角要控制在微弧度量级,竖直方向距中心光轴的间隔D满足如下条件:D=f·tanθ式中,f为第一准直傅里叶透镜(104)的焦距,θ为该端帽对应衍射级与中心0级衍射光之间的夹角,所述的第一准直傅里叶透镜(104)有效通光口径必须远大于输出端帽阵列(103)发散光斑面的轮廓,且输出端帽阵列(103)和DOE元件(105)分别置...
【专利技术属性】
技术研发人员:周军,柏刚,沈辉,杨依枫,何兵,牛夏夏,刘美忠,
申请(专利权)人:中国科学院上海光学精密机械研究所,
类型:发明
国别省市:上海,31
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