突破单光纤激光放大器的限制相干光束组合

高功率、高能量超快光纤激光器是从基础和应用科学研究到工业加工等各个领域不可或缺的工具。然而，由于热效应、非线性效应，单个光纤激光放大器的功率/能量扩展始终存在限制。

相干光束组合(CBC)技术是突破单个光纤激光放大器限制并进一步实现功率/能量缩放的有效策略。

在相互相干、相位关系稳定的条件下，多束激光束可以叠加并相互干涉。这种方法可以将平均功率和脉冲能量提高到几乎等于组合通道总数的倍数。然而，随着合束通道的增加，CBC系统的复杂度也随之增加，给系统带来合束效率下降、光束质量下降、操作难度增加等负面影响。

华中科技大学研究人员报道了利用填充孔径相干合束技术实现了平均功率输出403W、脉冲能量0.5mJ、260fs的超快光纤激光系统。在确保良好的功率稳定性(RMS<0.5%)的同时，实现了出色的光束质量(M2<1.2)。

题为“具有精确高阶色散管理的260fs、403W相干组合光纤激光器”的工作发表在FrontiersofOptoelectronics上。

利用集成电子色散硬件，对光栅压缩后高阶色散补偿不完全的情况进行了有效补偿，在优化脉冲宽度的同时，也实现了脉冲质量的卓越提升。

此外，CBC每通道平均运行功率超过230W，简化了系统复杂性和操作难度。

未来，预计仅使用四通道相干合成就可以将功率提高到kw级别，将脉冲能量提高到mJ级别。