Dense spectral beam combining with volume bragg gratings in photo-thermo-refractive glass

par Oleksiy G. Andrusyak

Thèse de doctorat en Sciences physiques et de l'Ingénieur

Sous la direction de Leonid B. Glebov et de Lionel Canioni.


  • Résumé

    En utilisant la combinaison spectrale de faisceaux, des faisceaux provenant de plusieurs lasers opérant à des longueurs d'onde différentes sont combinés en un seul faisceau avec une divergence proche de la limite de diffraction. Cette thèse présente des résultats expérimentaux de combinaison spectrale de faisceaux avec une grande densité spectrale dans deux régions spectrales d'intérêt (1064 et 1550 nm). Un système laser avec une puissance de sortie de l'ordre du kW et une divergence du faisceau combiné proche de la limite de diffraction est démontré. Le système combine cinq fibres lasers dopées Ytterbium polarisées de façon aléatoire avec une séparation spectrale de 0.5 nm en utilisant des réseaux de Bragg volumiques réfléchissants présentant une largeur spectrale étroite et une efficacité de combinaison absolue supérieure à 90%. La projection d'un tel système pour des puissances de sortie de l'ordre de 100 kW est discutée.


  • Résumé

    Using spectral beam combining (SBC), beams from an array of lasers with each element operated at a different wavelength are combined into a single near-diffraction-limited beam with the same aperture using dispersive optical elements. In this thesis, experimental results of SBC with high spectral density of combined channels in two spectral regions of interest (1064 and 1550 nm) are reported. A laser system with kW-level output power and near-diffraction-limited divergence of spectrally-combined output beam is demonstrated. The system combines five randomly-polarized Yb-doped fiber lasers with 0.5 nm spectral separation in central wavelengths with absolute efficiency of combining > 90% using narrow-band reflecting volume Bragg gratings recorded in photo-thermo-refractive glass. Scaling of such systems to 100 kW power level is discussed.


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