陈昌博,韩旭东,徐新行

(1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033；2.中国科学院大学,北京 100049)

1 引 言

自1960年梅曼造出了世界上第一台红宝石激光器后,各种各样的激光器相继问世,如半导体激光器自20世纪60年代诞生以来,经历了飞速的发展[1]。激光技术也随之发展,激光在军事、医疗、通信等领域的应用也越来越多。近年来,各领域如材料加工、激光熔覆[2-3]等对高功率、多波段激光的应用需求越来越旺盛。但是,单台激光器受热损伤、非线性效应、热透镜效应[4]、元件结构、散热条件等因素的影响,输出激光的波长和功率有限[5]。如何获得具有高功率、宽波长、高光束质量的激光输出已成为国际上的重大瓶颈问题,激光合束技术被证明是解决该难题的有效手段之一[6]。

激光合束技术种类较多,主要分为相干合束和非相干合束。相干合束是通过控制各个光束的频率、振幅、相位差等参数,使各光束通过干涉合成一束[7]。这种合束方法虽然得到的光束性能比较好,但是,对合束激光单元的光谱、偏振及相位等特性均有严格要求,并且随着合束激光单元数量的增加,系统复杂程度急剧上升[8],因此尚未得到较为广泛的应用。非相干合束又可以分为光谱合束、偏振合束、波长合束和空间合束。四种合束方式各有优缺点:光谱合束可用于合束的单元器件数量多,合束功率明显提高,但是输出光束质量不佳；偏振合束的效率高,主要用于单一波长工作,而且成本较高；……