Pouvwa ak enèji amelyorasyon lazè fib yo sitou limite pa kat faktè: efè ki pa lineyè, efè tèmik, domaj optik, ak limit ponpe. Se poutèt sa, pouvwa mwayèn ak pwodiksyon enèji batman kè soti nan yon sèl fib gen limit. Teknoloji sentèz aderan se yon mwayen efikas pou kraze limit sa a. Figi 1 montre kontni rechèch prensipal la nan domèn sa a.
Enkoyeran sentèz pa garanti koerans gwo bout bwa sentèz la, men sèlman reyalize supèrpozisyon lazè nan espas. Aparèy la se relativman senp, ak senaryo aplikasyon an se sitou zam lazè. Sentèz enkoyeran sitou divize an twa kalite: sentèz paralèl, sentèz aparèy pasif ak sentèz espèk. Nan sentèz paralèl, pwent pwodiksyon lazè yo ranje kòt a kòt, ak gwo bout bwa pwodiksyon an rive nan yon pi gwo pouvwa mwayèn nan yon zòn ki pi piti nan yon distans. Aparèy pasif sentèz sentèz lazè miltip nan yon sèl nan aparèy tankou splitters gwo bout bwa polarizasyon ak konbineur gwo bout bwa. Spectral sentèz refere a sentèz plizyè limyè kontinyèl etwat nan yon sèl, ki se sitou ranpli pa volim griyaj Bragg, miwa dichroic, filtè, prism difraksyon oswa prism.
Nan sentèz aderan, li nesesè asire ke chak lazè gen menm faz, chemen optik, pouvwa, polarizasyon, dyamèt gwo bout bwa ak direksyon espasyal. Figi 2 se yon dyagram chema nan sistèm nan sentèz aderan, ki ka sitou divize an kat pati: splitter gwo bout bwa / konbineur gwo bout bwa, grenn / anplifikatè, bloke faz ak bloke reta.
Konbine aderan ka mezire pa kat paramèt: bon jan kalite gwo bout bwa, Strehl rapò, konbine efikasite ak klète. Bon jan kalite gwo bout bwa refere a resanblans ki genyen ant limyè a konbine ak gwo bout bwa a Gaussian, ki eksprime pa faktè a bon jan kalite gwo bout bwa M2. Pi pre M2 a se 1, pi wo kalite gwo bout bwa a. Strehl rapò refere a rapò pouvwa pik limyè konbine a ak pouvwa pik ideyal la ak matche faz pafè. Li gen rapò ak sitiyasyon an bloke faz ak faktè a ranpli Ouvèti. Faktè ranpli Ouvèti a refere a rapò zòn Ouvèti gwo bout bwa a ak zòn total etalaj la dwe konbine.
Pi piti dezakò nan faz la, pi wo faktè a ranpli Ouvèti, pi wo rapò Strehl la, ak pi pre konbinezon an aderan se nan eta ideyal la. Efikasite nan konbine se rapò a nan pouvwa a limyè konbine ak pouvwa total chak chanèl anvan konbine. Plis rapò a se 1, se plis ideyal la. Klere gen rapò ak pouvwa pwodiksyon, longèdonn ak bon jan kalite gwo bout bwa, jan yo montre nan fòmil 1, kote C se yon koyefisyan ki gen rapò ak fòm nan gwo bout bwa, ak C ki koresponn ak gwo bout bwa a Gaussian se 1. Klète a nan gwo bout bwa a konbine se pwodwi a nan la. konbine efikasite, kantite chanèl konbine ak klète yon sèl chanèl.
Ki baze sou kalite splitter gwo bout bwa / konbineur, sentèz aderan ka divize an de kalite: Ouverture mozayik ak Ouvèti plen. Faktè a ranpli Ouvèti nan sentèz Ouvèti mozayik se mwens pase 1, ki ka reyalize atravè kat kalite aparèy: etalaj kolimatè, etalaj microlens, pake fib ak fib milti-nwayo. Figi 3 montre rezilta simulation distribisyon entansite limyè nan distans pwopagasyon diferan lè w ap itilize etalaj kolimatè pou sentèz. Plis kontra enfòmèl ant aranjman kolimatè a, pi pre faktè a ranpli Ouvèti a se 1, pi bon efè sentèz la, ak efikasite limit teyorik la se 76% [2]. Aparèy sentèz Ouverture mozayik la pi senp, men efikasite sentèz la pi ba.
Faktè a ranpli nan sentèz la Ouverture plen se 1, ak efikasite nan sentèz se relativman wo. Li ka divize an kat kalite: sentèz polarizasyon, sentèz entansite, sentèz diffraction, ak sentèz refleksyon, jan yo montre nan Figi 4. Sentèz polarizasyon refere a itilizasyon yon splitter gwo bout bwa polarizasyon oswa yon polarizè fim mens pou fè sentèz de travès limyè orthogonal. nan yon sèl, epi kantite chemen sentèz yo ka ogmante atravè yon estrikti kaskad. Sentèz entansite refere a metòd pou sèvi ak yon splitter gwo bout bwa entansite pou fè sentèz de chemen limyè ak menm pouvwa a nan yon sèl chemen, epi entèferans nan pò limyè idler la reyalize nan bloke faz, ak sentèz milti-chemen ka reyalize tou atravè. yon estrikti kaskad.
Konpare ak sentèz polarizasyon, sentèz entansite apwopriye pou okazyon ki gen pi wo pouvwa mwayèn. Sentèz difraksyon itilize aparèy optik difraksyon, tankou griyaj ak prism, pou fè sentèz limyè ensidan nan ang ki koresponn ak diferan lòd difraksyon nan yon sèl gwo bout bwa. Yon estrikti seri de etap ka itilize pou elaji dimansyon sentèz la soti nan yon dimansyon nan de dimansyon pou reyalize sentèz N × N. Pouvwa a nan sentèz difraksyon limite pa efè tèmik. Se sentèz refleksyon reyalize atravè yon glas petal. Diferan zòn nan glas petal la gen diferan refleksyon ak transmisyon. Se sentèz aderan reyalize atravè entèferans destriktif ant limyè ensidan an ak limyè reflete a nan direksyon limyè reflete a. Refleksyon chak pati gen yon valè espesifik. Sentèz ki genyen de dimansyon ka reyalize tou atravè yon estrikti segondè.
Anplis de sa, gen sentèz ouvèti ibrid ki baze sou etalaj microlens. Se gwo bout bwa limyè a fann ak sentèz atravè de etalaj microlens ak yon lantiy. Pozisyon gwo bout bwa sentèz la ka ajiste lè w kontwole faz chak gwo bout bwa [3].
Anba enfliyans nan efè tèmik ak twoub nan anviwònman an, chak siyal gen yon bri faz sèten, ki afekte bon jan kalite a nan gwo bout bwa a sentèz ak efikasite nan sentèz. Figi 5 montre plas limyè sentèz la lè fèmen faz la limen ak etenn lè yo itilize etalaj kolimatè a pou sentèz. Li ka wè ke lè fèmen faz la etenn, efè sentèz la trè pòv.
Faz bloke ka klase nan faz aktif bloke ak faz pasif bloke. Faz pasif bloke sitou gen ladan kat kalite: ko-resonan faz kavite bloke [4], konjigezon faz [5], oto-òganizasyon [6] ak kouple vag evanesan. Nan bloke faz kavite ko-sonans, pwent pwodiksyon fib genyen miltip yo manje tounen youn ak lòt, ki ekivalan a pataje menm kavite a sonan, kidonk reyalize faz bloke. Nan faz konjigezon faz bloke, ki baze sou miwa konjigezon faz, faz la ranvèse nan tan atravè efè ki pa lineyè tankou ankouraje Brillouin gaye, kidonk konpanse pou bri faz nan anplifikatè prensipal la. Nan mòd oto-òganize bloke, yo itilize yon griyaj Bragg fib ak yon splitter gwo bout bwa pou fòme yon entèferomètr Michelson pou reyalize kouple ant anplifikatè yo, kidonk bloke faz la. Evanesan vag kouple marye anplifikatè milti-chanèl yo nan yon mòd super, kidonk reyalize koerans ant chanèl yo, epi li souvan itilize nan fib optik milti-nwayo.