TW204417B - - Google Patents

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    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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Description

441 * A6 B6 五、發明説明(1) ㈠政府權利 本發明係於空軍部發給之第F2 96 01-87-C-0029號合 約項下,由政府支援而得以完成。政府對於本發明享有 一定之權利。 ㈡本發明之背 1. 本發明之範畴 本發明大致上係有關於非線性光學相位共軛者,質言 之係有關一種將一序列之平行光束聯合起來以於一主振逢 器式之功率放大器結構中行相位共軛作用與放大作用之器 具者。 2. 先行技術 經濟部中央標肀局®:工消費合作社印製 一請先《讀背*之注意事Ar填寫本頁) 相位共軛主振後器兼功率放大器C PC ΜΟΡΑ )中包 括一具用以產生问调式高品質光束之雷射,此一光束被分 成許多相互平行之輸入光束。可能包含一具雷射二極體放 大器陣列在內之功率放大器將輸入光束放大,然後將其導 入相位共軛两鏡之內。光束被相位共軛並經由功率放大器 反射回來之後再被導出於該器具之外。所造成之輸出光束 被功率放大器放大兩次而且由於通過放大器兩次之後不殘 留像差,所以極爲澄清。相位共軛面鏡具有將其所反射之 任何波型之相位符號予以反轉之特性,所以當波束在其第 一次通過放大器時所拾取得之任何相位像差都會在第二次 通過之後確實抵消掉。詳細地說,在放大器各構件之間因 光學路徑長度間之差異而造成之任何相位誤差均藉由共軛 過笮而被補償。 本紙張尺度適;丨]中國國家楳準(CNS)甲4規格(210x^97公釐 ίν* \i Λα* 4 ο
A B 五、發明说明(2) 在附帶一度或二度空間放大器以及一個包含著用以偵 測斑點大小之結晶鈦酚鋇(barium titonate BaTi03 )的相 位共軛酶鏡之先行技術式PC ΜΟΡΑ 系統中早就存在著一 項問題,平行光束必須映像於在相位共軛器內之單一式重 C小準) 叠斑點上而此一共軛器不能隨放大器之像差程度 >而變化。 這個問題在過去係藉著利用一個楔形塊與若干®之類的 傳統式光學構件來分別處理每一光束而得以解決。這種辦 法對於少量之光束而言尙屬可行,但對於數以百計或以千 計之光束而言,即不切實際了。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閏讀背面之注意事琪穷本頁) 爲使雷射二極體PC M)PA系統能適當地發揮效用,必 須把輸入光束在第一次通過放大器時所收集之像差予以相 位共軛以便於光束第二次通過時將之除去。只有在各光束 中之所有的像差資料都以有用的形式被輸入相位共軛器的 狀況下才會產生有效的相位共軛作用。這就是說,光學系 統必須收集到所有的像差式光束,而這些光束又必須以適 當的大小、形狀等等,出現於相位共軛器上以使之能夠發 揮效用。在砷屬L化鋁C AlGaAs)雷射二極體波長上利用鈦 酸鋇作83 0 nm之相位共軛時尤關重要,因爲如果相位共軛 器晶體內之光束直徑偏離0.75mm ± 30 %以上,則或者是 相位共軛作用之過程不會啓動,或者是造成不良之反射率。 圖1.說明一道從圖上看來係> 由左向右傳播,並於第一 次穿透功率放大器10之後自其上發射出來之光束。當放大 器驅動電流較低時,輸出幾乎是有限的繞射c無像差)而 如實線12所示具有較低之祕·散現象。當電流較高時,由於 本紙張尺度適用中國a家樣準(CTS)甲4規格(210x297公釐)4· ^0441?A6B6 五、發明説明(3) 較高之像差程度而使擴散現象增至虚線W所示之程度,一 般會敕繞射隊度增加到五倍或更糟的地步。如果一個相附 的相位共軛痺鏡在廣泛的驅動電流範圍內發揮功效而不對 光學系統作重大調整的話,就須有一部份宋隨像差水準變 化其大小之輸出光束被用之於鈦酸鋇晶體之內。如圖1·所 示,光束中未起變化之部份僅在於近場(放大器之出口端 或生成映像之處),此係由於其受放大器空間限制住之故 。從而,在利用單級放大器之PC ΜΟΡΑ系統中可利用傳 統式透鏡系統來將放大器出口端之映象投射於相位共軛器 晶體之內而達成相位共軛器之適當作用。 然而,僅僅利用各項透鏡並不能把許多光束之近場拉 到同一個點上,此係由於各個放大器被充份分開,而此種 分散作用又會被保存於映象中之故。如圖2.所示,自許多 相對的放大器10浮現出來的一序列的平行光束18經由一個 位於距放大器10之距離爲其2倍焦距f處之透鏡20而映照 出來。光束18之映像重叠於一位於距透鏡20 —倍焦距f之 遠場上。所謂遠場係指強度立面圖趨於穩定狀態而不會因 爲距離之進一步增加而再起變化之點。然而,光束之大小 並非任由放大器10之各種像差水準操作而一成不變者,其 於放大器電流增加時隨之增加從而增加像差水準。各光束 18之映像被聚焦於近場24,但彼此之間係分散開來者。 如圖3.所示,利用各自的或光學楔形塊來分別把 光束18偏轉到空間中之某一共同點26上,有可能獲得近場 上之映像重Λ °對於長方形之陳列而言,毎一或楔形 本紙張尺度適用中Η Β家標準(CNS)甲4規格(210x297公鉻), 請 先 聞 讀 背 之 注 意 填 寫 本 页 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 ^0441'? A6 B6 五、發明說明(4 ) 塊可被製作成用於折射一行或一列之光束,以致於僅需少 至N+M— 2個構件即可供一個NXM之陣列(其間N與 Μ均爲奇數)之用。然而,對於具有成百成千放大器與其 各自的光束之陣列而言,折射構件之數量即變得不可勝數 了。即使這些構件均爲在相同底層(例如一多刻面式角錐 體或一多重構件式二元光學陣列以上製成者,所得出之構. 件仍將爲複雜而昂貴者。而且即使在系統之其餘部份略作 修改時'亦將必需製造一組新的構件。 經濟部中央樣準局員工消費合作社印》 {請先閱讀背面之注意事tr瑱寫本页) 光管與光纖早經採用於光學系統中,其中即已包括相 位共軛面鏡在內。在一篇由B. Fi sche r et al 撰寫,刊登 於1985年1月15日發行之應用物理學報吿46卷第二册11 3 〜114頁上,標題爲“利用自我抽取式相位共軛作用以多 元纖維所作之映像傳輸與干擾學”之報吿中曾發現一具實 施例,這篇參考資料中說明一種利用被動式相位共軛鏡 透過一根單級式多元餓維所作之雙重通道映象傳輸方式。 作爲f據相位偵測之干擾學之應用,該多元纖維與被動式 相位共飯面鏡被用爲michels〇n干擾儀之一臂,由於自我 抽取式共軛器之獨特性質,典型擴散作用在娥維內所造成 之非均勻性失眞與其他各種像差均爲抵銷,同時一致性之 相位改變亦被偵測到。 f此項Fischer文件教導人們如何在透過光嫌之單一式 光束傳播中利用一具相位共軛面鏡來消除像差,但並未針 對包括許多光束及許多放大器在內之PC ΜΟΡΑ @ 之相位共軛爾4鏟內之1氪光翠大―止之廣化ea崖墨I解決辦
Mi本紙译尽紐甩中_國家櫺準(CNS)V4規格(210X297公釐)厶 20441? A6 B6 五、發明説明(5) 法。 3.本發明之槪要 本發明解決了在採用度空間或二度空間之放大器陣 列以及一具其作業情形易受光點大小影響之相位共粝器C 例如鈦酸鋇)之雷射二極髖PC MDPA中之相位共軛器部 份所遭遇到之光學問題。依照本發明,以一個單一式光管 即可取代在先行技術中所必需,以供在共軛器內之單一光 點上產生出許多光束之重叠式映象之用的大量的個別透鏡 •、光學楔形塊等等項目。除了實際上減輕了成本與系統複 雜性之外,本器具旣易於製造,又便於校準。 經濟部中央標準局®:工消費合作杜印製 (請先M讀背面之注意事{+Γ填苒本頁) 更詳細地說,本發明提供出一種利用一具光學光管或 纖維,以及一具PC ΜΟΡΑ 或其他體現本辦法之器具在光 學方面把許多平行光束結合起來的辦法。一條長方形之光 管及其相附之光學構件被用來在一具相位共軛面鏡之內產 生出許多像差式雷射光束之重疊式結合。光束陣列被聚焦 於光管之入射面上,如此使得藉繞射與內部反射而傳播之 每一道光束充塞於光管之出射面上。完全由此等互相重叠 之光束所充滿之出射面上之映像被聚焦於共軛匍鏡之內以 致於產生出一個與光束像差程度無關之重叠光點尺。該 器具旣保存了輸入光束之線性偏光,光學損失亦低,還可 被納入二、通缝或四、通過式P C MDPA中β 本發明的這些以及其他各項特性及優點將因下列附有 附圖之詳細說明而使得熟悉此一技藝之人士更加明白,附 圃中相同的參考號碼指示相同之零件。 < ^044i! A6 B6 五、發明説明(6 ) 4. 圖面之簡單說明 圖1.、圖2.及圖3.均爲說明先行技術中相位共軛主振 盪器兼功率放大器作業情形之示意圖。 圖4.爲說明本發明作業原理之示意圖。 圖5.、圖6.及圖7.均爲說明體現本發明之相位共軛主 振盪器兼功率放大器之代替性結構之示意圖。 圖8.爲說明本發明之一項實施例之示意圖。 5. 本發明之詳細說明 現在參考附圖中之圖4,諸如雷射二極體放大器陣列 之類的功率放大器陣列30被提供來放大穿越其間之平行光 束32與34。雖然只用二道光束來說明本發明之原理,但在 實際應用上,陣列30應爲長方形,而且包括數以十計或以 百計之放大器以將穿越其間之各個光束放大。 以聚光鏡36來作象徵式說明之第一光學單元,被用來 把放大器陣列30之面或端30a上之映像聚焦於一 光纖或先管38之入射面或入射端38a上。該聚p式映像中 包括個別光束32及34之近場映像光點。光管38具有長方形 之橫截面,其爲故意如此使光束32及34之集合映像正好充 滿或配合到入射面38a之內。 當進入入射面38a之後,光束32及34藉繞射及內部反 射而傳播以行重叠並彼此結合,而且充滿光管,38之#面 或®^端38b。光管38之長度被選定爲使光束32及34在陣 列30之有限繞射條件下會擴散得充滿出射面38b,出射面 3 8b之映像被象徴性地敍述爲一聚光透鏡40之第二光學漳 本紙張尺度適用中as京櫺準(CNS)T4規格(2〗0x297公煃)g 請 先 閏 讀 背 之 注 意 填 頁 經濟部中央標準局興工消费合作社印製 20441'? A6 B6 五、發明説明(7 ) 元聚焦於一光學相位共軛面鏡42之內。雖然未作詳細之說 明,面鏡42得含有一個其結晶軸指向一適當角度之鈦酸鋇 晶體以使被光學單元40聚焦於其內之光束產生光學相位共 軛反射。換言之,面鏡42得含有另外一個諸如受激布里淵 C Brillouine )散射式電池之類的適當型式之相位共軛電 池。光束32及34在光管38內被重叠並結合之後,被冠之以 44之代號,並被光學單元40聚焦於©^42之內以於其內之 一預定位置上形成一具有預定直徑之光點46。對於鈦酸鋇 而言,此一預定之直徑約爲0.75毫米。 依照本發明之一項重要特性而言,雖然結合後之光束 步· 44在陣列30中被放大器 毛且被傳播通過光管38,但是光 點46仍爲光管面38b上之一映像且當陣列30之像差 水準改變之時不會改變其大小。這樣使相位共軛面鏡42能 夠在廣泛之操作電流水準中,以及因之而生之放大器陣列 30之各種不同的像差水準中適當地作業而不必像先行技術 中所需的那樣去修改大量的透鏡及光學楔形塊。 經濟部中央標準局員工消费合作杜印製 {請先聞讀背面之注意事f r*填"本页) 在實際應用上,光學單元36應包括球形與圓柱形兩種 透鏡構件C未予顯示)以使陣列30可在垂直與水平兩方面 作不同之映像。亦可包括一個半被屛極板C未予顯示)以 調整偏光狀況。 光學單元36及光管38最好被設計得足以滿足下列條件 ⑴陣列30之出射面3 0a之整個映像能配合於光管38之 ;入射面3 8a之遇邊以內。 本紙張尺庀逋用中國B家標準(CNS)甲4規格(210X297公兮)7 2044: A6 B6 五、發明説明(8 ) ⑵個別光束32及34之映像光點小得足以在陣列30之放 大器被限制作繞射之操作狀況下,光束32及34仍得藉光管 38內之繞射以致於恰好充滿管38之面38b。 ⑶構成光束映像光點之光錐中心線與光管壁平行。 ⑷光束32及34之映像光點之偏光在光管38之入射面38a 上係爲平行,且與光管壁垂直者。在入射面38a附近光束 32與34之偏光向量係成正交,且與光管38之各個長方形或 正交形壁平行者。 經濟部中央標準局負工消費合作社印& {請先聞讀背面之注意事灰填鸾本頁) 掌在陣列30內之放大器之像差程度改變時,光束在入 射面38a上之映像光點之尺寸保持不變。從而,如果條件 ⑴得以滿足,旣使當大量像差被介入陣列30之時,所有的 光仍會進入光管38之內。在光管38內,當像差增加之際, 光束32及34之擴散角亦隨之增加,從而使光束在光管38之 壁上彈得更厲害,然而旣使與管壁形成巨大之投射角時, 光束仍會被整體性內部反射作用C TIR)完全包容於光管 內。由於依照狀況⑵衩有像差存在時,光束恰好發散得充 滿光管之出射面38b,所以對於所有的像差程度而言,出 射面都會被結合且重叠在一起之光束所充滿,而在所 有的操作狀況下,相位共軛南鏡42內之光點46之大小都能 配合。 光束32及34在陣f!l 30中失眞到多槽而仍能由光管配置 方式加以有效地處置之上限係取決於光管38及光學單元36 及40之扎It 。光管38之最基本結構爲使TIR發生於玻 璃與空氣界面之外的一種簡單型之長方形玻璃稜4¾,對於 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)f 4規格(210x297公嫠)/0 20441? A6 B6 五、發明説明(9) η = 1.51之玻璃繞射指數而言,對光管38管壁法線之夾角 小至41.5。仍會發生TIR。由於Snell定理規定,在入射 面38a處之擦傷投射角會造成與光管壁法線僅呈48.5°之 角度C最小之可能角度),所以被聯結於光管38內之所有 光線都會被TIR反射而停留於管38之內。光學單元36及40 之攝和後即因之成爲在系統之像差處理能力方面供基本 光管之用的限制因數。這些都可藉傳統式光學設計辦法來 作處理。狀況⑶藉由減少現存於光管38中之結合式光束44 之擴散角度有助於將光學單元40之像差處理能量發揮到最 大程度。如果輸入光束之中心線不平行於光管壁,則必須 將光學單元40之綠作得大些以適應像差之旣有角度。 經濟部中央搮难局負工消费合作杜印製 {請先Μ讀背面之注意事織填寫本瓦) 光管38最好是製成長方形以避免偏光作用之蔓延。由 於鈦酸鋇需要有線性偏光,所以由光管38所引起之任何偏 光蔓延都可能必須以諸如偏光光束分隔器、半波屛極及各 式面鏡之類的額外光學構件,在出射面38b與相位共軛面 鏡42之間將之更正。這類情形可種會限制住光學單元40之 數値開口,並且增加本系統之複雜性及各種損失。在短管 內之偏光蔓延之主要原因出自於自管壁反射回來之S與P 偏光所面對之相移方面之差異(DPS)。對於內部反射而 言,在與管壁法線成51°角時DPS大於必°,並且在棉k 射角及在41.5°之臨界角時都會掉落到0。除非當波束被 投射於管壁上時偏光爲S或P,否則僅在少許幾次反射之 後偏光即會I釗地變成橢圓形。在所有的反射作用中獲得 純粹的s或P偏光之唯一方式在於使用長方形之光管,並 本紙張尺度適用中國困家橒準(CNS)肀4規格(210父297公釐)// 0441^ !ΐιι Α6 Β6 補充 五、發明說明(10 ) 、(,請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 且如狀況⑷所示使輸入之偏光互相平行並且垂直於管壁。 光管38之入射面3Sa不可作得顯然大於輸入光束32與 34之映像,因爲這樣會對光學系統40與相位共軛$鏡42之 性能造成不良之影響。如果光管38被造得比.光束32與34在 有限的繞射狀況下恰好塡滿出射面38b所需者爲長,不致 於在系統性能方面造成巨幅之降低。然而,系統將比實際 所需者爲大,而光束32與34會在光管38之壁上作更大之反 彈,造成少量之光學損失。此外,額外之反彈增加了須由 相位共軛面鏡42來作反轉之資料之複雜性,並且在某些設 計條件之下可能會構成一項限制因數。 .(繞射極限), 滿足狀況⑵以使輸入光束在有疲繞>^狀況〒^得以彳f散 得塡滿光管出射面之光管長度L,得憑經驗判定之或藉由 以光束具有一Gaussian或平頂外型之近似値作數學計算而 判定之。 對於GaussiOn近似估算法而言,L = · γ·7Γ · η/λ 經濟部中央標苹局Μ工消费合作社印製 ,其間ω。爲光管輸入端處之光束腰部半徑,r爲光管輸出 端處之有限繞射光束之半徑,λ爲光束之波長而n爲光管 之折射指數。 對於平頂近似估算法而言,L= α '.η/λ ,其間α 爲平頂光束之近場寬度。 圖5至*圖8敍述體現本發明之各種代替性之PC ΜΟΡΑ 結構,以栢同之參考號碼來表示同樣的構件。在圖5.中, —個=次通适式PC ΜΟ.ΡΑ被大致指定爲50,且包括一光源 單元52之主振盪器或光源係以雷射:54之型式提供出來以產 | ittiiiiaiimi ^0441^ A6 B6 五、發明説明(11 ) 生一道有限繞射品質之單一式同光束56。光束56藉由一 具包括個別之光束分隔平面鏡58a、58b及58c在內之光束 分隔器58分隔成若干平行之輸入光束56a、56b及56C。這 些平行光束56a、56b與56c皆穿越過一個譬如說包括個別 的雷射二極體放大器室6〇a、6 0b及6 0c在內之放大器陣列 60。放大後之光束5 6a、56b及56C被第一光學單元62依照 以上參照圖4.所述之方式導入光管64之內。第二光學單元 66則於光束56a、56b及56C在光管64內結合之後將之聚焦 於一相位共軛f鏡68之內,68使結合在一起之光束作 相位共軛並將之透過光管64,放大器陣列60及光束分隔器 58反射到一個光學光束交換單元701上,此一單元70.可能包 括傳統式偏光旋轉光學構件在內,並將投射於其上之光束 作爲一道輸出光束72而反射之於器具50之外。 經濟部中央標準局®:工消費合作社印製 {請先閲讀背面之注意事ί r·填寫本页) 由於相位共軛面鏡68之作用,所有施之於輸入光束52 之上的光束分隔、重叠與結合均於輸出光束72內被翻轉。 光束72除了藉著二次通過放大辞陣列60而使其能量在實際 上被提升之外,本質上與輸入光束52相似。介入放大器陣 列60及光管64中之所有的像差均被顚倒並因而藉由光學相 位共軛作用而被消除。 圖6.說明另外一種PC MDPA 74,這種相位共軛器除 了在光源單元52內之光束分隔笋58已被一種以擴散透鏡58 來作象徵性說明之在光源單元52內之一具光束擴張器76所 取代之外,本質上與圖5.所述者類似。光束擴張器76藉著 擴散光束56來執行一項與光束分隔器58相當之功能以致於 本紙張尺度適用中18困玄搲诹(CNS)甲4規$(210X297公釐)t j_ A6 B6 〇44i? 五、發明説明(12 ) 其照亮陣列60之所有的放大器室6 Oa、60b與60c。 (請先《讀背面之注意事成填寫本頁)
經濟部中央標準局工消費合作社印*L 圖7.說明一種包括將雷射54及光束交換單元7α合倂起 來之光源單元72在內之四通道PC ΜΟΡΑ 80。光源單元82 另外還包括一個把光束56分隔成輸入光束56a、56b及56c 之相位光栅82。一具光束轉換器85將光束56a、56b及56c 轉換成包括光束分配光學單元88在內之裝置80之分支臂86 ,此一光學單元係以一組聚集透鏡作象徵性說明。單元88 將光束56a、5曲及56c導入一組可能包括雷射二極體放大 器室90a、90b及9〇c之功率放大器陣列90之內。陣列90與 陣列60不同之處在於巢室90a、9 Ob及90c均有內部反射性 表面以放大作用之後分別治著其軸把輸入光束56a、56b 及56c反射回去。在兩次通過放大器陣列90之後,光束56a 、5叻及56c 均被單元85轉換成包括光管4、相位共軛康 鏡68及光學單元62與66在內之裝置80之另一個分支臂92。 輸入光束56a、56b及56c在光管64內依上述方式被結合到 一起,由面鏡68透過光管64反射回去,並且由單元85在其 另外兩度穿越放大器陣列90之處將其轉換成分支臂86。光 束56a、56b及56c然後被轉換到光束分隔單元70L之上並被 充作光束72而導出於裝置80之外。在頭兩次穿越陣列90時 引進之任何像差均在後兩次穿越時由光學相位共軛過程顚 倒回去。 6.實施例 一種光管系統被利用一組81個光束C 9 X 9 )之陣列 製造出來以模擬圖8.所述之PC ΜΟΡΑ 。一種20cm長並具 本紙張尺度適用中國a家標準(CMS)甲4規梂(210乂297公釐)14 04417 A6 B6 •五、發明説明(13 ) 有3mm横截面之光管1〇〇被利用一種節距拋光法,以賓 州Duryea市之Scott玻璃工藝公司生產之BK- 7玻璃製造 出來。該光管100僅在靠近其末端處之三個小接觸點上受 到支撑且被置於一密閉體中以保持其表面不沾染汚垢及灰 塵。這樣作之目的在於避免損及TIR,避免損及TIR之另 —種方法係如同在某些高:泠31/之光學娥維上所爲者, 以低繞射指數之硬質聚合物夾板來包裹光管之側牆。然而 ,這樣作可能會把光管噙扎〈I降低到〇. 48左右C F/0.91 .),但對於當該系統之限制性择係取決於第一與第二光 學單元(一般爲F/4以上)時,對於絕大多數之場面而 言,此類光管仍爲可用者。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (請先聞讀背面之注意事A填寫本页) 一種二極體雷射1 02於830 nm之波長時產生出一道互 相聚合的,有限繞射的光束104,此道光束被一對作橢圓 形定向之二元相位光栅108分隔成統稱爲106之81道之輸 入光束。每一個光栅將一道投射光束分隔成9道光束。一 個聚集透鏡1 10被用來把所造成之81道輸入光束106形成 在圖中112號所述之Gaussian光束腰部,光束腰部112之 陣列模擬一組二極體功率放大器陣列之近場出口端,且位 於放置像差屛板114以模擬功率放大器像差之處。 一具第一光學單元1 16在E偏光平行於光管110之水 平攀之狀況下,依照上述狀況⑴〜⑷之條件,將所模擬之 二極體陣列112映像於光管100之入射面上。81道光束之 每一映像均爲41微米高、50微米寬,光束間之垂直間隔爲 330微米而竺者間之水平間隔則爲250微米。第二光學單 本紙張尺度適坩中國B家檁準(CNS) V4規格(210 X 297公货) 0441? A6 _B6__ 五、發明说明(14 ) 元118將光管10 0出射面映像於一由5毫米之鈦酸鋇晶證 所形成之相位共軛面鏡120內,成爲一個約爲0.75毫米見 方之光點。在面鏡12 0內相位共軛之後,光束被沿著其本 身之路徑、通過光管100及其所附之構件反射回去。由於 相位共軛之作用,這81道光束在穿過光栅108後被重新構 成爲一道光束。然後有一部份重新結合之光束被光束分隔 面鏡122反射於系統之外。 ’ 無視於壁角上有許多晶片之光管100之構造相當簡單 仍然從此一系統中得到了許多良好之結果。在該管100內 之單次通過之傳輸損失僅爲5 %,旣使是對於失眞率相當 於10乘以繞射限度之光束而言亦未發現有偏光蔓延現象。 81道之光束106在通過光管100之後被發現完全塡滿了出 射面並展現出優良之重疊。在光管1 〇〇出射面之垂直與水 平掃瞄中所發現之紋波係在同調光束1 06間之干擾條紋而 非個別光束之本身。
經濟部中央標苹局員工消費合作社印M {請先閲讀背面之注意事、填寫本頁) 回來的光束在於相位光栅岬8處重新結合之前已被發 現,而且在任何情形之下都具有與各自的輸入光束相同之 相對強度,顯示出顯然爲優良之共軛逼眞性,以在面鏡 120處之大約5毫瓦之雷射輸入功率所見之相位共軛反射 率通常都大於50 %。 在輸入及重新結合輸出光車之遠場P3亦可以照相方式 觀察到優良之共軛逼眞性。輸出光束中央波瓣具有與輸入 光束一樣的繞射限制特徵,只有在高暴光程度中才會有明 顯的輸出光束旁波瓣。旁波瓣之定量測定顯示出其在功率 太蚯疳摘jfl Φ闽Μ宅搲迆(CNS)甲4掇槐m〇y297公婊)ife 2044: Α6 Β6 五、發明説明(15 ) 方面較主波瓣低出12〜20分貝,若非由於光管1〇〇之局部 彎曲端面而使若干光C及資料)自光學系統中流失,則旁 波瓣抑制作用可能逢會更大些。 當本發明之若干解釋性具體例已被顯示出來並經證明 » 之際,會有許多變化及代替性之具體例在不脫離本發明之 精神與範畴之狀況下,被熟知本技藝之人士想到。因此, 本發明應不單受各項詳細記述之解釋性具體例之限制,許 多改良方法均經慮及並可在不脫離隨附之申請專利範圍所 界定之本發明之精神與範畴的狀況下作出來。 (.請先聞讀背面之注意事J*v填窝本頁) { 經濟部中央橾準局JK工消費合作社印蚁 本紙張Λ度jjjS中國國家坪平彳⑶幻平4規格(2】0><297公分1 ,7

Claims (1)

  1. 20441* ---- - - '—————- —γτ-—;.\γ , ' _ — - - ,φ 六、申請專刊範圍 ^ 請先間讀背而之注意革.項再琪饵本Ϊ1 丄·一種相位共軛主振燙器兼功率放大器器具,其中包括用 以產生一光束之光源裝置,用以分隅所述光束Μ造成外多 輸入光禾之光束分瞞装置,用以放大輸入光束之尤學功率 放大器裝置,此功芈放大器裝置使每一輸入光來隨施於該 輪入光束之放大程度而以一預定發散度範園發散,以及用 以將一功率放大器裝置上浮現出來之輸入光束作相位共軛 並透遇功率放大器裝置將相位共軛後之光束反射回去之相 位共扼鏡面裝置,其以包括下列各項作為特微: 光學光管裝置,上有一個面向功芈放大器裝置之笫一 填及一個面對相位共軛鏡面裝置之第二端; 第一光學裝置,被排在功率放大器裝置與光管裝览之 間,用以將輸入光束充分聚焦於光管裝置之笫一端上,所 述光管裝置之長度足以使得輸入光束重綦,_且每一光束實 贤上充滿光管裝置之笫二端;以及 第二光學裝置,被排列在光管·裝置第二端與相位共扼 鏡面裝置之間,用以將自光管裝置第二端浮現出來之該重 綦光束苽焦於相位共軛鏡面裝置内一預定位置上,而且具 有一預定之光束直徑。 經濟部中央橾準局5Κ工消費合作社印製 •線· 2. 如申請專利範固第1項所述之器具,其間功率放大器裝 置與相位共軛鏡面裴置係於一兩次通過式結構内互相對齊 者0 3. 如申請專利範因第1項所述之器具,其間功率放大器裝 置與相位共軛鏡面敕置係分別在一四次通過結構中排列於 笫一與第二支嘈上,該器具進一步包括光平切換裝置ί用 本紙張尺度適/»]中阀阚家楳苹(CNS)丨η, 0441V A7 B7 C7 D7 申請專利策SI 以在第一與笫二支令上將該光束作有效的切換。 4·如申請專利範®笫1項所述之器具,其閒光訾裝置真有 遇定之長丨,使得每-道输人光束都能在有限純射(繞射 極限)狀況下壙散得恰奸填滿其上之第二面。 5. 如申請專利範圍第i項所述之器具,其間光管裝置具有 —長方形之橫截面而其管壁沿第一與第二正交方向伸展, 第一光爭裝置之建造方式可將輸入光束聚焦於光管裝嵬之 笫-端上,使得每-輪入光束均有笫一與笫二正交偏光》 別定向於笫一與第二正交方向。 々 6. 如申請專利範®第丨項所述之器具,其間笫一光爭裝 將輸入光束聚焦於光夸裟置之第一端上,使其實際^ X 相平行。 人如申請專利範園第4項之器具,其中光管裝置之長度l 係用高斯近似值其法(Gaussian approximaWon )計沉· • r ·. π · η / 入 其中ω·爲在光管輸入面處光束脬部之半徂; r為在光束輸入面處繞射極限光束之半徑; η爲光管之折射指數; 經濟部中央櫺哗局貝工消赀合作社印t 入爲光束之波長。 8.如申請專利範团第4項之器具,其中光管裝览之長* 係用平谓近似法(flat top approximation )計其, L = . i、. π / λ 其中〇(為平頂光束之近場寬度;
    (請先閱讀背面<?±意本項再喁匈本可 本紙张尺度適州中國國家標準(CNS) <ιπ规格(2丨0 X 297公紱) .〇4似 g _ D7 六、申請專利範園 r爲光管輸入面處繞射極限光束之寬度; η爲光管之折射指教; λ爲光束之波長。 (請先閱讀背而之注意事項再填寫本頁 經浒部中央標準局s工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國闽家標準(CNS ΜΜ规格(210 X 297公釐)
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