大阵列光纤激光的倾斜相差效应与合成质量研究

本文主要探讨了倾斜相差对大阵列光纤激光相干光束合成（CBC）的影响。基于夫琅禾费衍射理论，研究者构建了7路和37路光纤激光的CBC模型，该模型考虑了不同占空比和倾斜角度下的光束合成特性。他们通过仿真模拟，深入分析了倾斜角度、占空比以及合成路数对CBC远场光束质量的关键作用。 实验结果显示，当子光束的倾斜角度增大时，远场艾里斑内的光强呈现出递减趋势，这导致合成效果明显恶化。这是因为较大的倾斜角度引入了额外的相位失配，使得干涉图案变得不均匀，从而降低了合成光束的亮度和质量。另一方面，随着合成子束数量的增加，远场桶中功率（PIB）随倾斜角度的增大而下降的速度加快，表明倾斜相差的累积效应在多路合成中更为显著。这意味着即使单个子光束的倾斜误差较小，但当结合多个光束时，总相位失配可能会显著放大，对合成效果构成挑战。 为了优化CBC的整体性能，文章强调了同时控制倾斜相差和活塞相差的重要性。活塞相差指的是光束在空间上的整体平移，如果不能同步，也会影响干涉图案的稳定性和光束质量。因此，精确的光路设计和补偿技术对于减小这两种相位失配至关重要，这对于实现高质量的激光束合成至关重要。 这篇文章提供了一个深入理解大阵列光纤激光相干合成中倾斜相差影响的窗口，为提高激光系统的设计和优化提供了关键的理论依据。在实际应用中，如激光通信、精密测量或材料加工等领域，控制和减少倾斜相差是提升相干合成效率和稳定性的重要策略。