高功率光纖激光器的技術(shù)之一是可以合成很多通道的激光束。我們知道，現(xiàn)在單一通道光纖激光器可以提供1千瓦甚至10千瓦的功率，通過(guò)對(duì)多束激光進(jìn)行相位調(diào)整的光學(xué)組合，產(chǎn)生了一種新的高功率激光器，可以提供高達(dá)幾百千瓦的功率。有幾種激光合成的技術(shù)，其中有兩種需要使用相位調(diào)制器：光譜組合和相干組合。對(duì)于這兩種技術(shù)中的任意一個(gè)，iXblue Photonics都開發(fā)了專屬的產(chǎn)品（帶寬、驅(qū)動(dòng)電壓、非線性效應(yīng)抑制等）。
光譜合成
在光譜組合技術(shù)（SBC）中，不同的波長(zhǎng)上的單通道激光器輸出一個(gè)連續(xù)的激光功率，通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行疊加。該激光系統(tǒng)的結(jié)果是強(qiáng)度分布均勻，總光功率與激光束的通道數(shù)成正比。因此，光譜合成的方法需要多路激光光源。
這些激光器中的每一路都通過(guò)電光相位調(diào)制器進(jìn)行頻率調(diào)制，后者對(duì)于抑制光纖中的非線性布里淵效應(yīng)（也稱為受激布里淵散射SBS）是尤為必要的。事實(shí)上，在光纖中傳輸?shù)倪^(guò)大功率會(huì)在玻璃結(jié)構(gòu)中引發(fā)聲格振動(dòng)。這種振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致布拉格光柵效應(yīng)限制光的傳輸：相當(dāng)一部分光被反射，可能會(huì)損壞種子光源及其增益介質(zhì)。抑制布里淵效應(yīng)的一個(gè)行之有效的方法是展寬激光器的線寬（頻率調(diào)制）。通過(guò)鏈路中加入電光相位調(diào)制器，使這項(xiàng)技術(shù)成為可能。因此，在光譜合成系統(tǒng)中，每個(gè)通道的窄線寬激光器后面都配備有一個(gè)或者多個(gè)相位調(diào)制器。
一般情況下，窄線寬光源的SBC在犧牲光譜亮度的前提下，對(duì)相位穩(wěn)定性和光譜純度要求較低。然而，為了便于聚焦至衍射極限，并且在色散元件之后保持每個(gè)單獨(dú)通道的光束質(zhì)量，仍然需要保持較窄的光譜寬度。在SBC結(jié)構(gòu)中，將Yb雙包層光纖的增益譜細(xì)分為30、50或100路窄線寬光纖激光源進(jìn)行組合，每一個(gè)通道被縮放到1千瓦至2千瓦，以實(shí)現(xiàn)30千瓦、50千瓦或100千瓦甚至更高功率激光系統(tǒng)的總體目標(biāo)。
對(duì)于相位調(diào)制，通常的設(shè)置如下：
根據(jù)實(shí)際和工程考慮，這種通用架構(gòu)也有一些變化。
其中一個(gè)主要的考慮因素是雙包層高功率光纖放大器，它需要飽和以實(shí)現(xiàn)高效率的功率轉(zhuǎn)換。典型的放大器飽和輸入功率范圍為100~200mW，具體取決于直流光放大器的實(shí)際設(shè)計(jì)。在飽和功率以上，自發(fā)輻射放大（ASE）也被抑制。這一要求構(gòu)成了選擇相位調(diào)制器的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)高輸入光功率的耐久性。對(duì)于3dB插入損耗的相位調(diào)制器，放大器飽和時(shí)功率要達(dá)到150mW，再要求調(diào)制器輸入保偏光纖端的功率要達(dá)到300mW以上。
雙包層光纖的選擇和直流放大器的配置將決定實(shí)現(xiàn)SBS抑制所需的光譜展寬，光譜展寬盡量保持在最小值，以保持后續(xù)合成的光束質(zhì)量，并使Yb放大器增益帶寬內(nèi)可用的通道的數(shù)量最大化。
其他考慮因素涉及應(yīng)用于相位調(diào)制器的RF輸入信號(hào)的類型。常用有白噪聲源（WNS）、偽隨機(jī)位序列（PRBS）和正弦波。
對(duì)展寬效應(yīng)影響的主要調(diào)制器指標(biāo)是：
? 低驅(qū)動(dòng)電壓（Vpi）和高射頻承受功率能力，以產(chǎn)生大量邊帶
? 低插入損耗和高輸入光功率，以減輕放大器增益要求，減少ASE噪聲源
? 對(duì)外接溫度變化不敏感，因?yàn)樵擃愋图す庀到y(tǒng)通常在室外運(yùn)行
? 高偏振消光比（PER）
iXblue研制了NIR-MPX-LN-02及其配套的高壓射頻放大器DR-AN-10-HO，NIR-MPX-LN-02滿足SBC激光系統(tǒng)的所有要求，這種相位調(diào)制器具有超過(guò)5GHz的帶寬，1.5V的極低半波電壓，超過(guò)33dBm的射頻承受功率和300mw的光承受功率。
iXblue相位調(diào)制器NIR-MPX為1064 nm近紅外波段開發(fā)，得益于對(duì)“質(zhì)子退火交換”（APE）波導(dǎo)制造工藝的技術(shù)掌握（也用于我們自己的光纖螺儀中的Y波導(dǎo)），因此，APE波導(dǎo)可以承受幾百毫瓦的光強(qiáng)。
圖3顯示了不同光功率水平下的光插入損耗。上面的曲線各種顏色表示不同輸出功率插損隨時(shí)間變化（左標(biāo)度）：橙色(10 mW)，藍(lán)色(100 mW)，綠色(200 mW)，紫色(300 mW)。下面紅色曲線是光輸出功率（右標(biāo)度）。通過(guò)插入損耗的恒定表現(xiàn)，我們的工藝和技術(shù)非常穩(wěn)定，能承受光功率高達(dá)300mw。
由于激光系統(tǒng)可能需要在戶外和具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中工作，因此對(duì)調(diào)制器進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間溫度循環(huán)測(cè)試。溫度（藍(lán)色曲線）從-40°C到+85°C，并記錄輸出功率（橙色曲線）。通過(guò)我們的特殊調(diào)制器工藝，調(diào)制器是非常穩(wěn)定的，我們只觀察到在整個(gè)溫度范圍內(nèi)0,2dB的微小變化。
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光譜合成專用產(chǎn)品：
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NIR-MPX-LN-02 |
1000nm波段，2GHz相位調(diào)制器(低半波電壓，高最大RF輸入功率) |
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DR-AN-10-HO |
10GHz帶寬高壓輸出驅(qū)動(dòng)（up to 15.9Vpp） |
光譜合成其他相關(guān)產(chǎn)品：
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DFB-1064-PM-50 |
1064nm DFB激光二極管，輸出功率＞50mW |
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DFB-1064-PM-25-OI |
1064nm DFB激光二極管，輸出功率＞25mW，集成光隔離 |
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DFB-10XX-PM-50 |
1030-1090nm DFB激光二極管，輸出功率50mW |
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