Was ist Spektrales Strahlkombinieren?
Moderne Laserquellen liefern Leistungen von mehreren Kilowatt, doch moderne Anwendungen erfordern Leistungspegel von bis zu 300 Kilowatt. Spektrales Strahlkombinieren (SBC) ist ein optisches Verfahren, das mehrere Laserstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen räumlich zu einem einzigen, leistungsstarken Ausgangsstrahl vereint und dabei die Strahlqualität erhält.
Im Gegensatz zum kohärenten Beam Combining (CBC), das auf Phasenverriegelung beruht, nutzt SBC die wellenlängenabhängige Beugung von optischen Transmissionsgittern, um Strahlen räumlich zu überlappen, was eine zuverlässige Leistungsskalierung ohne die Komplexität einer aktiven Phasenregelung ermöglicht.
Wie funktioniert Spektrales Strahlkombinieren?
Laserquellen
Mehrere Laserquellen (z. B. Diodenlaser, Faserlaser) können so konstruiert werden, dass sie bei leicht unterschiedlichen Wellenlängen emittieren (z. B. 1040 nm, 1042 nm, 1044 nm usw.).
Beugungsgitter
Ein hocheffizientes Gitter beugt jede Wellenlänge, basierend auf der Gittergleichung:
λ=Λ(sinθi+sinθd), wobei:
λ = Wellenlänge
Λ = Gitterperiode
θi = Einfallswinkel
θd = Beugungswinkel.
Räumliche Überlappung
Indem man die Laserstrahlen mit jeder Wellenlänge in ihrem entsprechenden Einfallswinkel auf das Transmissionsgitter richtet, überlappen sich die gebeugten Ausgänge räumlich und erzeugen so einen einzigen, äußerst hellen Strahl mit minimalen Verlusten.
Wesentliche Vorteile gegenüber alternativen Methoden
Schlicht
Das Spektrale Strahlkombinieren ist vollständig passiv, im Gegensatz zum kohärenten Strahlkombinieren, welches eine kontinuierliche Feedback-Erfassung und eine komplexe Phasenverriegelung der unabhängigen Laserquellen erfordert.
Skalierbar
Das Beugungsgitter deckt einen breiten Wellenlängenbereich ab – fügen Sie einfach weitere Wellenlängen hinzu, um die Leistung zu erhöhen.
Zuverlässig
Quarzglas Transmissionsgitter können einer Leistungsdichte von mehr als 3 MW/cm2 standhalten.
Quarzglas-Transmissionsgitter für spektrales Strahlkombinieren
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