10kW级光纤激光器：边缘滤波器实现光谱光束组合

"这篇研究论文介绍了一种利用边缘滤波器将两个高功率宽线宽光纤激光器的光谱光束结合在一起的技术，实现了10 kW级别的功率输出。该方法在保持良好光束质量（M²x=11.4，M²y=10.4）的同时，实现了98.9%的组合效率，这是迄今为止基于滤波器的光束组合系统所报告的最高输出功率。" 在这篇论文中，研究团队探讨了如何有效地将两个具有宽线宽特性的高功率光纤激光器的光束组合在一起。光纤激光器因其高效率、紧凑性和稳定性而被广泛应用于工业加工、材料处理和科学研究等领域。然而，当激光器功率提升到千瓦级别时，如何合并多个光束以提高总输出功率并维持良好的光束质量成为一个关键问题。 边缘滤波器作为光束组合的关键元件，其工作原理是利用滤波器对不同波长的光有不同的透过率。在这种情况下，两个宽线宽激光器的光谱被调整到与滤波器的透过率曲线匹配，使得两个光束在经过滤波器后能有效地合为一体。这种策略允许在不牺牲光束质量的前提下，实现高功率的组合输出。 实验结果显示，该技术成功地达到了10.12 kW的组合输出功率，这是一个显著的成就，因为这标志着基于边缘滤波器的光束组合系统首次突破了10 kW的功率阈值。同时，测量得到的光束质量因子M²x和M²y分别为11.4和10.4，虽然数值较大，但仍然满足许多工业应用的要求，表明光束的聚焦能力相对较强。 此外，组合效率高达98.9%，这意味着几乎所有的输入功率都被有效地转化为组合后的单个光束，这进一步证明了该方法的高效性。通常，高功率激光系统的效率是衡量其性能的重要指标，因为任何未被利用的功率都会导致热管理问题，甚至可能损害设备。 这项研究提出了一种创新的光束组合方案，它不仅能够提高光纤激光器的功率水平，而且在保持良好光束质量和高效率方面也取得了显著进展。这一成果对于推动高功率激光技术的发展，特别是在航空航天、汽车制造、金属切割等工业应用中，具有重要的理论和实践意义。未来的研究可能会进一步优化滤波器设计，以改善光束质量，并探索更广泛的功率组合范围，以满足更高功率需求的挑战。