[发明专利]基于重叠体光栅的多路光纤激光相干组束装置及相干组束方法

权利要求书

1.一种基于重叠体光栅的多路光纤激光相干组束装置，其特征在于一个光纤光栅(1)连接一个光纤耦合器(2)，其光纤耦合器(2)的另一侧分别至少连接两根掺杂双包层光纤(3)，每根掺杂双包层光纤(3)的一侧均置有透镜(4)，每个透镜(4)的一侧置有二色镜(5)，二色镜(5)与反射镜(7)之间置有偏振控制器(6)，反射镜(7)一侧置有重叠体光栅(8)，重叠体光栅(8)一侧置有输出耦合镜(9)。

2.一种权利要求1所述的基于重叠体光栅的多路光纤激光相干组束装置的相干组束方法，其特征在于包括：

a、一个光纤光栅构成多个光纤激光器谐振腔的一边时，各激光的波长与光纤光栅的工作波长相匹配时，各光纤激光器工作于同一波长；

b、一个光纤光栅和输出耦合镜构成光学谐振腔；

c、一个光纤光栅和输出耦合镜构成多路光纤激光的共用谐振腔，输出耦合镜将组束功率的一部分能量反馈回各光纤激光器中，各光纤激光器的光学振荡互相牵制，各光纤激光的相位互锁；

d、一个重叠体光栅是一个组束器，同时还是一个分束器，它既可将多路满足Bragg条件的入射光纤激光按Bragg角沿同一方向衍射；同时，还可将输出耦合镜反射回来的光束衍射成多路子光束；

e、一个重叠体光栅的双向复用，既可实现对多路光纤激光的组束，也可使输出耦合镜反射回来的激光衍射成多束反馈回各光纤激光器实现各光纤激光器输出光束的相位互锁；

f、一个掺杂双包层光纤中受激发射的激光通过光纤耦合器耦合进入光纤光栅；

g、一个重叠体光栅是在光学介质的同一区域内通过全息方法记录得到的具有一定厚度的多个光栅，其光栅的数目与需要组束光纤激光的数目相等；

h、一个当光束k₁和k_i其中i＝1，2，…，N分别以体光栅K_G1和K_Gi确定的Bragg角α₁和α_i入射，它们的衍射光沿同一方向出射，体光栅的光栅矢量K_G1和K_Gi之间有一夹角φ_i，该夹角由Bragg条件cos(φ_i-β)＝K_Gi/2k决定，其中β是衍射光与z轴正方向的夹角，即Bragg角，K_Gi＝2π/d_i，d_i是第i个光栅的光栅常数，k＝2πn/λ是光束在光学介质中的传输常数，λ是入射光的波长，n是光学介质的平均折射率。