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光谱合束技术综述.

更新时间：2026-07-08 09:54:03 大小：18K 上传用户：江岚查看TA发布的资源 标签：光谱 下载积分：2分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

一、光谱合束技术基本概念

定义

**光谱合束（Spectral Beam Combining, SBC）**是一种将多个不同波长的激光光束通过色散元件分离再合束，实现输出功率/能量叠加同时保持良好光束质量的激光合束技术。与相干合束、非相干合束不同，光谱合束依靠不同波长的光谱区分实现合束，对光束间的相位匹配没有严格要求，系统稳定性更高，同时能够在提升功率的同时保持接近单束激光的光束质量，是突破单路激光功率限制、实现高功率高亮度激光输出的重要技术途径。

核心原理

光谱合束的核心基于光栅等色散元件的波长色散特性：不同波长的入射激光经过色散元件后，会沿不同方向发生偏折，通过调整各路激光的入射角度与波长，使不同波长的光束经过色散元件后偏折为同一个方向输出，从而实现多路不同波长激光的功率叠加，且输出光束的光束质量接近单路光束。

光谱合束与其他合束技术的核心区别在于：

1. 非相干合束依靠空间拼合实现功率叠加，输出光束尺寸随合束路数增加而增大，光束质量会随合束路数下降；光谱合束输出光束尺寸与单路光束基本一致，光束质量劣化远小于非相干合束

2. 相干合束要求各路光束保持相位锁定，对系统稳定性、光路精度要求极高，多路合束实现难度大；光谱合束不需要相位匹配，系统结构相对简单，稳定性更好，可实现更多路数的合束

二、光谱合束关键技术组成

1. 增益介质与激光源

光谱合束系统一般采用多个窄线宽激光源作为输入，常见的激光源类型包括：

· 半导体激光（LD）阵列：半导体激光具有体积小、电光效率高、成本低的优势，是光谱合束技术最早应用的领域，通过对半导体激光阵列出射的不同波长单元进行合束，可以有效提升半导体激光的输出亮度。

· 光纤激光阵列：光纤激光具有良好的散热性能、光束质量好，单根光纤激光的输出功率受限于非线性效应和热损伤，通过光谱合束多路光纤激光可以突破单根光纤的功率限制，实现高功率高亮度输出，是当前高功率光谱合束的主流方向。

· 固体激光阵列：薄片固体激光、碟片激光也可以通过光谱合束进一步提升输出功率，满足特殊场景的应用需求。

为保证合束后光谱宽度满足应用要求，同时降低合束损耗，要求每个激光单元的输出线宽远小于相邻单元的波长间隔，因此窄线宽激光源是实现高效率光谱合束的基础。


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