[發明專利]一種光譜合成方法及裝置

有效

• 申請號: 202010575591.0
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111694162B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 高奇;李剛;李哲;劉紅軍;王昭路;黃楠;趙衛
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G02B27/10
• 分類號: G02B27/10
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 史曉麗

本發明公開了一種光譜合成方法及裝置，旨在解決現有技術中存在光譜合成方法其合成的路數僅在數十路，并且無法保證最終光譜合成的光束質量的技術問題。本發明采用可調諧技術分割寬譜超熒光光源，實現上百路種子激光分割，并通過可調濾波功率放大組件實現上千瓦窄線寬光纖激光輸出，后通過衍射光柵和密集的光纖陣列實現光譜合成，并分一部分光作為參考光，通過前段可調諧技術進行光譜變換，實現最終反饋控制建立，保證最終的光束質量。本發明的光譜合成方法及裝置能夠在有限空間內實現數十路甚至上百路的光譜合成，并且通過建立實時反饋控制系統，克服溫度、濕度、抖動等外界因素造成的光束質量劣化，保證光譜合成的作用效果。

技術領域

本發明涉及高功率高光束質量光纖激光輸出的光譜合成，具體涉及一種光譜合成方法及裝置。

背景技術

光譜合成技術采用色散光學元件將不同波長的光纖激光合成一束激光輸出，由于其具有結構簡單、擴展性強、合成光束質量好、不用復雜調控等特點，因此是目前實現高亮度、高功率光纖激光系統的有效技術途徑。

在現有技術中，為保證光譜組束的光束質量，每路激光線寬須小于35GHz，但由于受激布里淵散射、自相位調制、模式不穩定等問題的影響，單路窄線寬光纖激光輸出功率提高難度較大，而且在應用過程中會由于熱畸變、環境溫度變化、抖動等原因，導致系統光譜合成光束質量劣化，影響應用效果，傳統的光譜合成方法其合成的路數僅在數十路，并且無法保證最終光譜合成的光束質量。

發明內容

本發明旨在解決現有技術中存在光譜合成方法其合成的路數僅在數十路，并且無法保證最終光譜合成的光束質量的技術問題，而提供一種光譜合成方法及裝置。

為達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

一種光譜合成方法，其特殊之處在于，包括以下步驟：

步驟1)將初始光源分束為多路種子寬光譜光源；

步驟2)對每一路種子寬光譜光源進行波長調諧，形成窄線寬光源；

步驟3)對每一路窄線寬光源進行功率放大；

步驟4)將功率放大后的多路窄線寬光源進行密集排列形成光纖陣列；

步驟5)對光纖陣列中的各路光束進行準直并整體聚焦，使所有光束都聚焦在一個焦點；

步驟6)在焦點處進行光路合成，形成光譜合成光束；

步驟7)將光譜合成光束進行分束，形成反射光和透射光；

所述反射光輸入至功率計或目標靶面；

所述透射光進行聚焦后成像，根據成像效果控制步驟2)的調諧波長，從而控制反射光輸出的光束質量。

進一步地，步驟1)中所述初始光源為寬譜超熒光光源。

進一步地，步驟7)中的所述反射光占所述合成光路的99％以上。

進一步地，步驟3)中所述每一路窄線寬光源均依次通過泵浦合束器、放大級增益光纖對其進行功率放大。

進一步地，步驟7)中所述透射光通過聚焦透鏡進行聚焦后入射至CCD進行成像。

基于上述的一種光譜合成方法，本發明還提供了一種光譜合成裝置，其特殊之處在于：包括依次設置的激光光源、分束器、可調濾波功率放大組件、變焦反射鏡、衍射光柵、分束鏡，以及聚焦透鏡和CCD；

所述激光光源發射寬譜的初始光源；

所述分束器將初始光源分為多路種子寬光譜光源；

每一路所述種子寬光譜光源上均設有可調濾波功率放大組件；

所述可調濾波功率放大組件包括可調諧濾波器、泵浦合束器、增益光纖；