相干组合光纤激光器亮度更高效率更好

定向能（DE）的一直是科幻小说的主要题材。它们的现实发展仍然难以捉摸，然而下一步殡葬改革将依据相关法规，几十年来科学家都在研究横跨化学、自由电子和固态技术的。在光纤激光技术的最新进展将改变这种格局。通过移除敏感校准的光学器件，可以被封装起来在恶劣的军事环境中运作，特征包括极端的温度、冲击和振动。这种的光电转换效率可超过40％，并且凭借其波导性质，自然发射的光接近衍射极限的光束质量。然而，目前最先进的单模光纤激光器的功率由于热量和非线性效应被局限于低于10kW，这一数量级低于大多数定向能应用的要求。

由多个光纤激光器并行合成在一起可以突破这些功率限制。美国海军目前正在部署基于多光纤束的激光武器样机，而把多光纤捆绑在一起只会得到较差的光束质量。从这样的系统得到的激光能量向外扩散很快，传播到远处的目标相关：，这限制了该系统的有效范围。一个替代方案是采用分光光束的组合，其中每根纤维以稍微不同的波长运作，色散光学元件用来组合输出。虽然所得到的光束是近衍射极限的，但功率等级受到可用的光源的光谱亮度和激光增益带宽的限制。为了规避这些问题，相干光束组合（CBC）可扩展的方法：见图1。CBC使总功率输出得到提高，同时保持原始的光束质量，已成为光纤激光器的标志。

图1：两束光的相干光束组合，采用一个50%反射光分束器。所有输入功率通过光束相位锁定被引导至其中一个输出端口，它们建构性地干涉，然后输出光束的功率和亮度都增加一倍。

用CBC方法，如果两个相互相干激光光束入射各占50％分束器，两个光束可以被组合成一个输出端口，只要它们锁定相位。所得到的组合光束与每个输入光束具有相同的质量，但功率和亮度是其两倍。通过级联多个二端口合成器，或通过使用多于两个的端口的分束器，这个概念可以推广到两个以上的激光器。除了证明基本原理和光纤CBC的可扩展性，目标是通过开发一个强大的、价格适中，设计紧凑的产品，推动光纤CBC技术走出实验室。