[发明专利]一种光谱合成方法及装置

说明书

本发明公开了一种光谱合成方法及装置，旨在解决现有技术中存在光谱合成方法其合成的路数仅在数十路，并且无法保证最终光谱合成的光束质量的技术问题。本发明采用可调谐技术分割宽谱超荧光光源，实现上百路种子激光分割，并通过可调滤波功率放大组件实现上千瓦窄线宽光纤激光输出，后通过衍射光栅和密集的光纤阵列实现光谱合成，并分一部分光作为参考光，通过前段可调谐技术进行光谱变换，实现最终反馈控制建立，保证最终的光束质量。本发明的光谱合成方法及装置能够在有限空间内实现数十路甚至上百路的光谱合成，并且通过建立实时反馈控制系统，克服温度、湿度、抖动等外界因素造成的光束质量劣化，保证光谱合成的作用效果。

技术领域

本发明涉及高功率高光束质量光纤激光输出的光谱合成，具体涉及一种光谱合成方法及装置。

背景技术

光谱合成技术采用色散光学元件将不同波长的光纤激光合成一束激光输出，由于其具有结构简单、扩展性强、合成光束质量好、不用复杂调控等特点，因此是目前实现高亮度、高功率光纤激光系统的有效技术途径。

在现有技术中，为保证光谱组束的光束质量，每路激光线宽须小于35GHz，但由于受激布里渊散射、自相位调制、模式不稳定等问题的影响，单路窄线宽光纤激光输出功率提高难度较大，而且在应用过程中会由于热畸变、环境温度变化、抖动等原因，导致系统光谱合成光束质量劣化，影响应用效果，传统的光谱合成方法其合成的路数仅在数十路，并且无法保证最终光谱合成的光束质量。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在光谱合成方法其合成的路数仅在数十路，并且无法保证最终光谱合成的光束质量的技术问题，而提供一种光谱合成方法及装置。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种光谱合成方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1)将初始光源分束为多路种子宽光谱光源；

步骤2)对每一路种子宽光谱光源进行波长调谐，形成窄线宽光源；

步骤3)对每一路窄线宽光源进行功率放大；

步骤4)将功率放大后的多路窄线宽光源进行密集排列形成光纤阵列；

步骤5)对光纤阵列中的各路光束进行准直并整体聚焦，使所有光束都聚焦在一个焦点；

步骤6)在焦点处进行光路合成，形成光谱合成光束；

步骤7)将光谱合成光束进行分束，形成反射光和透射光；

所述反射光输入至功率计或目标靶面；

所述透射光进行聚焦后成像，根据成像效果控制步骤2)的调谐波长，从而控制反射光输出的光束质量。

进一步地，步骤1)中所述初始光源为宽谱超荧光光源。

进一步地，步骤7)中的所述反射光占所述合成光路的99％以上。

进一步地，步骤3)中所述每一路窄线宽光源均依次通过泵浦合束器、放大级增益光纤对其进行功率放大。

进一步地，步骤7)中所述透射光通过聚焦透镜进行聚焦后入射至CCD进行成像。

基于上述的一种光谱合成方法，本发明还提供了一种光谱合成装置，其特殊之处在于：包括依次设置的激光光源、分束器、可调滤波功率放大组件、变焦反射镜、衍射光栅、分束镜，以及聚焦透镜和CCD；

所述激光光源发射宽谱的初始光源；

所述分束器将初始光源分为多路种子宽光谱光源；

每一路所述种子宽光谱光源上均设有可调滤波功率放大组件；

所述可调滤波功率放大组件包括可调谐滤波器、泵浦合束器、增益光纤；