技术特征：
1.一种实现高功率近衍射极限半导体激光的方法，其特征在于，包括以下步骤：s1，构建m个ld共孔径相干合成模块，每个ld共孔径相干合成模块输出窄线宽高光束质量低相位噪声的ld激光，其中，m≥2且m为正整数；s2，将步骤s1中得到的m路窄线宽高光束质量低相位噪声ld激光进行共孔径光谱合成，得到单路高光束质量输出的ld激光。2.根据权利要求1所述的一种实现高功率近衍射极限半导体激光的方法，其特征在于，步骤s1包括以下步骤：s11，对单横模单纵模高频率稳定性ld激光器实施低噪声放大；s12，将步骤s11中得到的光分为n份，其中，n≥2且n为正整数；s13，将步骤s12中得到的光耦合进入被相位调控的n个低相位噪声半导体放大芯片；s14，将步骤s13中n个半导体放大芯片的输出光进行共孔径叠加；s15，将步骤s14中得到的叠加光分出一路作为参考，运用联动相位调控算法对半导体放大芯片的加载电流进行调整，最终使共孔径叠加的光实现相干相长；s16，将步骤s15中共孔径叠加后相干相长的光通过输出窗口输出ld共孔径相干合成子系统。3.根据权利要求2所述的一种实现高功率近衍射极限半导体激光的方法，其特征在于，步骤s12中运用dammann光栅、透镜组或平面高反镜实现分光，和/或，步骤s14中，运用dammann光栅、透镜组或平面高反镜实现共孔径叠加。4.根据权利要求3所述的一种实现高功率近衍射极限半导体激光的方法，其特征在于，步骤s15中，所述联动相位调控算法为爬山法、spgd算法、ai算法中的一种或几种。5.根据权利要求1至4任一项所述的一种实现高功率近衍射极限半导体激光的方法，其特征在于，步骤s2包括以下步骤：s21，调整m个ld共孔径相干合成子系统输出的出光角度，并折叠光路，使得每一路光均在光栅的角度带宽内输入光栅；s22，将步骤s21得到的光经过光栅的衍射之后光轴进行重叠，并输出至下一个光栅；s23，运用第二块光栅对步骤s22输出的光进行衍射，从而实现共孔径叠加，最终得到高合成效率共孔径光谱合成ld。6.根据权利要求5所述的一种实现高功率近衍射极限半导体激光的方法，其特征在于，步骤s21中，运用棱镜组或平面高反镜实现对m路共孔径相干合成子系统输出激光的出光角度调整。7.根据权利要求6所述的一种实现高功率近衍射极限半导体激光的方法，其特征在于，步骤s22和/或步骤s23中光栅放置的角度能调整，使光栅法线与输入光光轴的角度为光栅littrow角。8.一种实现高功率近衍射极限半导体激光的系统，其特征在于，包括依次沿光路设置的ld共孔径相干合成子系统(1)和ld共孔径光谱合成子系统(2)；所述ld相干合成子系统(1)包括m个ld共孔径相干合成模块(101)，每个ld共孔径相干合成模块(101)用于输出窄线宽高光束质量低相位噪声的ld激光，其中，m≥2且m为正整数；所述ld共孔径光谱合成子系统(2)用于将ld相干合成子系统(1)输出的m路窄线宽高光束质量低相位噪声ld激光进行共孔径光谱合成，得到单路高光束质量输出的ld激光。
9.根据权利要求8所述的一种实现高功率近衍射极限半导体激光的系统，其特征在于，ld共孔径相干合成模块(101)包括依次沿光路设置的单纵模单横模低相位噪声ld(1011)、低噪声放大模块(1012)、分光模块(1013)、高效耦合模块(1014)、半导体放大芯片组(1015)、共孔径叠加模块(1016)、输出分束器(1017)、输出窗口(1018)，还包括联动相位调控模块(1019)，所述输出分束器(1017)能用以将分出的一路光输入联动相位调控模块(1019)，所述联动相位调控模块(1019)能用以通过调整分出的一路光反馈电流加载至所述半导体放大芯片组(1015)。10.根据权利要求8或9所述的一种实现高功率近衍射极限半导体激光的系统，其特征在于，所述ld共孔径光谱合成子系统(2)包括输入角度调控模块(201)、第一衍射光栅(202)、第二衍射光栅(203)，所述第一衍射光栅(202)和所述第二衍射光栅(203)设于所述输入角度调控模块(201)的光路下游端，所述第一衍射光栅(202)和所述第二衍射光栅(203)放置角度一致，呈相互平行关系；所述输入角度调控模块(201)用于调整m个ld共孔径相干合成子系统(1)输出的光的出光角度，并折叠光路，使得每一路光都可以以合适的角度输入第一衍射光栅(202)；所述第一衍射光栅(202)用于将输入的光进行衍射然后光轴进行重叠，并输出至第二衍射光栅(203)；所述第二衍射光栅(203)用于运用衍射效应得到高合成效率共孔径光谱合成ld。
技术总结
本发明公开了一种实现高功率近衍射极限半导体激光的方法及系统，所述方法包括以下步骤：S1，构建M个LD共孔径相干合成模块，每个LD共孔径相干合成模块输出窄线宽高光束质量低相位噪声的LD激光，其中，M≥2且M为正整数；S2，将步骤S1中得到的M路窄线宽高光束质量低相位噪声LD激光进行共孔径光谱合成，得到单路高光束质量输出的LD激光。本发明解决了现有技术存在的在近衍射极限下输出的功率难以大幅提高等问题。等问题。等问题。
技术研发人员：傅芸 郭林辉 谭昊 张兰平 高松信 蒋全伟 唐淳
受保护的技术使用者：中国工程物理研究院应用电子学研究所
技术研发日：2021.07.28
技术公布日：2021/12/21