周泰斗 梁小宝 李超 黄志华 封建胜 赵磊 王建军 景峰

(中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,绵阳621900)

基于透射型体布拉格光栅的两通道2.5 kW光谱组束输出∗

周泰斗 梁小宝 李超 黄志华 封建胜 赵磊 王建军 景峰†

(中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,绵阳621900)

(2016年8月1日收到;2017年1月22日收到修改稿)

体光栅光谱组束是获得高功率激光输出的一种有效途径.在有限的可用带宽内,光谱通道间隔影响着组束光束数目以及最终的高功率组束输出.采用耦合波理论,建立了一个两通道高功率光谱组束模型.通过优化体光栅光谱通道间隔,可放宽对组束子束线宽和功率的限制,组束功率可大幅提升而光谱密度并无显著下降.基于此,实验上获得了2.5 kW组束输出,绝对效率超过85%,通道间隔5 nm,光谱密度为0.51 kW/nm.组束功率<1 kW时,组束输出能保持好的光束质量;组束功率>1.5 kW时光束质量恶化较明显,通过分析发现,组束光束质量的恶化主要受限于体光栅的色散及高功率下体光栅复杂的热畸变.

光谱组束,体布拉格光栅,光纤激光器,光束质量

1 引言

高功率高光束质量的激光在高端工业制造、空间通讯、军事国防等领域应用价值重大,单台激光器受增益介质的热效应、非线性效应和损伤等因素[1−4]的限制,最终输出能力存在瓶颈.光谱组束技术[5−9]是进一步提高激光输出能力的一种有效途径之一.在光谱组束中,采用合成元件将多束中等功率且光束质量较好的子束组束成单束输出,输出光束质量无显著劣化,输出功……