二维阵列光谱合成装置及其合成方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种二维阵列光谱合成装置及其合成方法。该合成装置包括沿光束传输方向依次设置的二维光束阵列、转换光学装置、第一色散元件、中继光学系统以及第二色散元件；基于该合成装置，通过设计二维光束阵列中各激光源的波长与排列间隔，使二维光束阵列输出的二维阵列光束经转换光学装置入射至第一色散元件，将二维阵列光束变换成同一平面内不同出射角度的扇形子光束；再利用中继光学系统用于将所述扇形子光束以不同角度入射至所述第二色散元件，经所述第二色散元件作用合成一束激光输出，实现二维阵列光束的合成。通过上述方式，本发明专利技术能够提高光谱合成装置可合成的子光束数量，以实现激光功率的提升，同时提高光学元件的使用效率。件的使用效率。件的使用效率。

【技术实现步骤摘要】
二维阵列光谱合成装置及其合成方法


[0001]本专利技术涉及激光光束合成
，尤其涉及一种二维阵列光谱合成装置及其合成方法。

技术介绍

[0002]随着激光技术的高速发展，激光技术在工业制造、国防安全等领域得到了越来越广泛的应用，随之而来的是激光系统的功率与亮度渐渐无法满足相关应用需求，迫切需要进一步提升激光系统的输出功率。然而，激光功率能量提升一方面受热效应、非线性效应等限制，另一方面，功率提升过程中往往带来光束质量的劣化，使得提升单路激光功率输出面临极大的技术挑战。因此，光谱合成技术成为进一步提升激光系统输出功率的有效技术途径。
[0003]光谱合成技术主要利用色散光学元件的色散能力，通过衍射效应将多个不同中心波长、以不同角度入射的激光束以相同角度出射的方式实现共口径合束输出，能在提升输出功率的同时保持良好光束质量水平。目前，常见的光谱合成系统基本上均是对一维光束阵列进行光束合成，被合成的一维光束阵列是按一个方向排列成一个线阵，合成激光的路数越多，在排列方向的尺寸就越大，导致其对应的光学元件在该方向的尺寸也随之增大，加工难度大幅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二维阵列光谱合成装置，其特征在于：包括沿光束传输方向依次设置的二维光束阵列、转换光学装置、第一色散元件、中继光学系统以及第二色散元件；所述二维光束阵列输出的二维阵列光束经所述转换光学装置准直后入射至所述第一色散元件，将所述二维阵列光束变换成同一平面内不同出射角度的扇形子光束；所述中继光学系统用于将所述扇形子光束以不同角度入射至所述第二色散元件，经所述第二色散元件作用合成一束激光输出。2.根据权利要求1所述的二维阵列光谱合成装置，其特征在于：所述二维光束阵列包括若干个按照预设的行路数和列路数均匀排列的激光源，所述激光源发出的子束的波长与所述子束进入所述第一色散元件的入射角基于锥面衍射效应确定，所述激光源之间的排列间隔根据所述子束进入所述第一色散元件的入射角确定。3.根据权利要求2所述的二维阵列光谱合成装置，其特征在于：基于所述锥面衍射效应的计算公式为：θ
j
=arcsin{[sin2θsin2φ+(sinθcosφ+jλ/Λ)2]
1/2
/n
l
}φ
j
=arctan[sinθsinφ/(sinθcosφ+jλ/Λ)]上式中，θ为子束在第一色散元件上的入射极角，φ为子束在第一色散元件上的入射方位角，j为衍射级次，θ
j
为子束在第一色散元件上的出射极角，φ
j
为在第一色散元件上的出射方位角，λ为子束的波长，Λ为第一色散元件的周期；n
l
为第一色散元件的折射率。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，梁传样，武春风，王玉雷，姜永亮，胡黎明，吕亮，胡金萌，王旭，
申请(专利权)人：中国航天三江集团有限公司，
类型：发明
国别省市：