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分段反射率分束器的合成方案详细说明
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2020-11-25
王杰
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通过将多个超快光纤激光进行相干合成，可以克服单根光纤的功率限制。在这种相干合成装置中，一般采用偏振分束器（PBS）用于合束（如图 1（a）所示），不过这种装置复杂度较高，而且随着合成通道数的增多，占用体积也会越来越大。德国耶拿课题组提出了分段反射率分束器（SMS）的合成办法，如图 1（b）（c）所示。
图 1 （a）级联合束系统示意图 （b） SMS 装置示意图，数值为分束面的反射系数，在输入波束阵列功率均匀的情况下，可以实现振幅完全匹配。（c）整体 SMS，即所有镀膜都沉积在单个元件上 （d）将组合扩展为二维阵列，每个 SMS 镀膜分布一致
SMS 可以仅用一个或两个光学元件制造。对于多个超快激光光束的合成，采用双单元空气间隔设计可使非线性效应和色散效应最小化，同时该装置还可以拓展到二维合束，如图 1（d）所示。为了实现合束过程中完美的振幅匹配，必须在每个分束或合束节点使用特殊的镀膜部分。但是对于每一束光，需要一个特定镀膜的反射区，装置还是较为复杂。由于相干合成中振幅误差的影响相对于相位误差的影响较小，耶拿课题组提出了一种可以共用镀膜的简化设计。
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