两路固体激光相干合成的实验研究＊

杨 卓，程 勇，陈 霞，卢常勇，刘秉琦

（1.军械工程学院 光学与电子工程系，河北 石家庄 050003；2.武汉军械士官学校 光电技术研究所，湖北 武汉 430075）

引 言

相干合成技术是指激光器采用多模块结构，控制各单元（孔径）激光器输出光束的相位达到锁相输出［1］。作为实现高功率、高光束质量和高可靠性激光输出的有效途径之一，相干合成技术已成为国内外高能激光领域的研究热点。

目前研究多集中于光束的相位锁定即实现相干的方法上［2－6］，对相干组束的特性研究较少。然而，光束的远场光强分布体现了能量的集中程度，对实际工程应用非常重要。文献［7］研究了占空比对光纤激光器自成像相干组束的远场光强分布的影响，文献［8］理论模拟了光纤激光器在高阶模式的远场相干条纹的峰值功率和条纹对比度，文献［9］详细研究了阵列占空比、阵元个数以及阵元的相位误差对相干合成远场图样分布、中心主瓣的宽度及所占能量的影响。

文中基于互注入锁相相干合成理论，提出了实现两路固体激光相位锁定的新方案，并对激光束的间距和激光棒的尺寸对干涉条纹的影响开展了实验研究。研究发现，占空比和高阶模是影响干涉图样的主要因素。

1 实验装置与原理

采用角锥棱镜实现两路固体激光互注入相干合成的实验方案如图1所示。角锥棱镜和平面输出镜构成谐振腔，两个相同的Nd∶YAG介质激光棒直径5mm，两端镀1 064nm增透膜，侧面磨毛。采用LD1和LD2的808nm激光二极管均匀侧面抽运，抽运脉宽250μs，重复频率1Hz。……