[发明专利]基于环形腔主动光反馈的DOE相干合成的激光光源

摘要

一种基于环形腔主动光反馈的衍射光学元件相干合成的激光光源，主要包括全光反馈的被动环形腔和调谐范围不同的双级主动控制光学回路。特征在于将多路窄线宽的光纤激光器通过全光反馈共孔径相干合成的方式组合成一束高能激光空间输出，加入主动控制的反馈回路可确保初始主振荡种子波长与反馈腔模的中心波长相一致，进一步压窄合成激光的输出线宽，降低相位噪声，降低外界环境对环形腔的干扰，维持锁相效果的稳定。本发明克服了传统被动相干合成系统合成效率低、相位噪声强、锁相效果差的特点，既能保持住合成系统的稳定性和安全性，又有助于扩展阵列的规模，提高窄线宽输出激光的亮度，是实现光纤激光器向更高功率更好光束质量扩展的有效技术途径。

主权项

1.一种基于环形腔主动光反馈的衍射光学元件相干合成的激光光源，其特征在于，包括全光反馈的被动环形腔(1)和主动光电反馈环路(2)，/n所述的全光反馈的被动环形腔(1)包括依次连接的1×N光纤分束器(101)，该1×N光纤分束器(101)将入射光分为N路，经N路光纤放大器(102)、对应的输出端帽阵列(103)、第一准直傅里叶透镜(104)会聚至DOE元件(105)，再经第一平面分束镜(106)分为第一透射光和第一反射光，在第一反射光方向是功率探测器(107)，在第一透射光方向依次是第二成像傅里叶透镜(108)、第二平面分束镜(109)，该第二平面分束镜(109)将输入光分为第二透射光和第二反射光，在第二透射光方向是CCD相机(110)，在所述的第二反射光方向依次经单模反馈光纤(111)、反馈光光纤预放大器(112)、光纤耦合器(113)、种子光光纤预放大器(114)射入所述的1×N光纤分束器(101)的输入端，所述的输出端帽阵列(103)水平高度需要保持一致，光轴相互平行，远场的指向偏差角要控制在微弧度量级，竖直方向距中心光轴的间隔D满足如下条件：/nD＝f·tanθ/n式中，f为第一准直傅里叶透镜(104)的焦距，θ为该端帽对应衍射级与中心0级衍射光之间的夹角，所述的第一准直傅里叶透镜(104)有效通光口径必须远大于输出端帽阵列(103)发散光斑面的轮廓，且输出端帽阵列(103)和DOE元件(105)分别置于该傅里叶透镜的前后焦点处，共同构成了2f的成像系统；/n所述的主动光电反馈环路(2)包括波长可调谐的种子源(201)，该波长可调谐的种子源(201)的输出端与所述的光纤耦合器(113)的输入端相连，所述的光纤耦合器(113)的第二输出端接光电探头PD(205)，该光电探头PD(205)的输出端与PID控制系统(204)相连，该PID控制系统(204)分别经相应带宽的宽范围、低带宽的温度调谐(202)和窄范围、高带宽的电流调谐(203)与所述的波长可调谐的种子源(201)的控制端相连。/n