Проектирование оптических фильтров Фабри–Перо для спектрального сложения лазерных пучков

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Федосеев В.Н., Жупанов В.Г. Проектирование оптических фильтров Фабри–Перо для спектрального сложения лазерных пучков // Оптический журнал. 2021. Т. 88. № 12. С. 3–10. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2021-88-12-03-10

Fedoseev V.N., Zhupanov V.G. Design of optical Fabry–Perot filters for spectral combination of laser beams [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2021. V. 88. № 12. P. 3–10. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2021-88-12-03-10

Ссылка на англоязычную версию:

V. N. Fedoseev and V. G. Zhupanov, "Design of optical Fabry–Perot filters for spectral combination of laser beams," Journal of Optical Technology. 88(12), 683-687 (2021). https://doi.org/10.1364/JOT.88.000683

Аннотация:

Рассмотрены разновидности спектрального сложения пучков технологических лазеров. Показано, что оптические фильтры Фабри–Перо обеспечивают приемлемую альтернативу поверхностным и объёмным дифракционным решёткам, а также краевым дихроичным фильтрам. Известные методы проектирования фильтров Фабри–Перо применительно к спектральному уплотнению каналов в волоконных телекоммуникациях были доработаны с учётом специфики технологических лазеров: иной уровень мощности излучения, ширина полос пропускания и подавления фильтров, обеспечение минимальных потерь мощности. Работоспособность предложенного подхода продемонстрирована на примере фильтров для сложения пучков иттербиевых волоконных лазеров.

Ключевые слова:

волоконный лазер, спектральное сложение пучков, краевой дихроичный фильтр, оптический фильтр Фабри–Перо, спектральное уплотнение каналов, энергетическая эффективность, многослойное диэлектрическое покрытие

Коды OCIS: 140.3298, 130.7408, 050.2230, 310.0310

Список источников:

1. Diehl R. High-power diode lasers: Fundamentals, technology, applications. Berlin: Springer, 2000. 416 p.
2. Injeyan H., Goodno G.D. High power laser handbook. N.Y.: Mac-Graw Hill, 2011. 618 p.
3. Rodrigues G.C., Duflou H.V. Direct diode lasers for industrial laser cutting: a performance comparison with conventional fiber and CO2 technologies // Physics Procedia. 2014. V. 56. P. 901–908.
4. Rodrigues G.C., Cuypers M., Sichani E.F. et al. Laser cutting with direct diode laser // Physics Procedia. 2013. V. 41. P. 558–565.
5. Fan T.Y. Laser beam combining for high-power, high-radiance sources // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 2005. V. 11. № 33. P. 567–577. doi:10.1109/jstqe.2005.850241.
6. Erdogan T. MLD vs. transmission gratings for the highest-efficiency, most-compact pulse compressors // OSA Technical Digest. 2020. Paper HM2B.2. 2 p. doi: 10.1364/HILAS.2020.HM2B.2.

7. Palmer C. Diffraction grating handbook. Rochester, N.Y.: Newport Corp., 2020. 252 p.
8. Дифракционная компьютерная оптика / Под ред. Сойфера В.А. Пер. с англ. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. 736 с.
9. Zhu H., Lin X., Zhang Y. et al. kW-class fiber-coupled diode laser source based on dense spectral multiplexing of an ultra-narrow channel spacing // Optics Express. 2018. V. 26. № 19. P. 24723–24733.
10. Kogelnik H. Coupled wave theory for thick hologram gratings // The Bell System Technical Journal. 1969. V. 48. № 9. P. 2909–2947.
11. Qi H., Zhu M., Fang M., Shao S. et al. Development of high-power laser coatings // High Power Laser Science and Engineering. 2013. V. 1. № 1. P. 36–43.
12. Wavelength filters in fibre optics / Ed. by Venghaus H. Berlin: Springer, 2006. 480 p.
13. Ma J., Chen F., Wei C., Zhu R. Modeling and analysis of the influence of an edge filter on the combining efficiency and beam quality of a 10-kW-class spectral beam-combining system // Appl. Sci. 2019. V. 9. Is. 10. P. 2152. doi:10.3390/app9102152.
14. Encyclopedia of microfluids and nanofluids / Ed. by Li D. Berlin, Springer, 2008. 2241 p.
15. Tikhonravov A.V., Trubetskov М.K. Automated design and sensitivity analysis of wavelength-division multiplexing filters // Applied Optics. 2002. V. 41. № 16. P. 3176–3182.
16. Murthy C.S., Gurusamy M. WDM optical networks: Concepts, design and algorithms. Hoboken, Prentice Hall, 2001. 430 p.
17. Orfanidis S.J. Electromagnetic waves and antennas. New Brunswick: Rutgers University, 2016. 1433 p.