Mae gwella pŵer ac ynni laserau ffibr yn cael eu cyfyngu'n bennaf gan bedwar ffactor: effeithiau aflinol, effeithiau thermol, difrod optegol, a therfynau pwmpio. Felly, mae gan y pŵer cyfartalog a'r allbwn ynni pwls o un ffibr derfynau. Mae technoleg synthesis cydlynol yn fodd effeithiol o dorri trwy'r terfyn hwn. Mae Ffigur 1 yn dangos y prif gynnwys ymchwil yn y maes hwn.
Nid yw synthesis anghydlynol yn gwarantu cydlyniad y trawst wedi'i syntheseiddio, ond dim ond yn sylweddoli arosodiad laserau yn y gofod. Mae'r ddyfais yn gymharol syml, ac mae senario'r cais yn arfau laser yn bennaf. Rhennir synthesis anghydlynol yn bennaf yn dri math: synthesis cyfochrog, synthesis dyfais goddefol a synthesis sbectrol. Mewn synthesis cyfochrog, trefnir y pennau allbwn laser ochr yn ochr, ac mae'r trawst allbwn yn cyrraedd pŵer cyfartalog mwy mewn ardal lai o bellter. Mae synthesis dyfeisiau goddefol yn syntheseiddio laserau lluosog yn un trwy ddyfeisiau megis holltwyr trawst polareiddio a chyfunwyr trawst. Mae synthesis sbectrol yn cyfeirio at y synthesis o olau parhaus lled band cul lluosog yn un, sy'n cael ei gwblhau'n bennaf yn ôl rhwyllau Bragg cyfaint, drychau deucroig, hidlwyr, prismau diffreithiant neu brismau.
Mewn synthesis cydlynol, mae angen sicrhau bod gan bob laser yr un cam, llwybr optegol, pŵer, polareiddio, diamedr trawst a chyfeiriad gofodol. Mae Ffigur 2 yn ddiagram sgematig o'r system synthesis cydlynol, y gellir ei rannu'n bedair rhan yn bennaf: hollti trawst / cyfuno trawst, hadau / mwyhadur, cloi cam a chloi oedi.
Gellir mesur cyfuno cydlynol gan bedwar paramedr: ansawdd trawst, cymhareb Strehl, gan gyfuno effeithlonrwydd a disgleirdeb. Mae ansawdd trawst yn cyfeirio at y tebygrwydd rhwng y golau cyfun a'r trawst Gaussian, a fynegir gan y ffactor ansawdd trawst M2. Po agosaf yw M2 at 1, yr uchaf yw ansawdd y trawst. Mae cymhareb Strehl yn cyfeirio at gymhareb pŵer brig y golau cyfun i'r pŵer brig delfrydol gyda chyfatebiad cyfnod perffaith. Mae'n gysylltiedig â'r sefyllfa cloi cyfnod a'r ffactor llenwi agorfa. Mae'r ffactor llenwi agorfa yn cyfeirio at gymhareb ardal yr agorfa trawst i gyfanswm arwynebedd yr arae i'w gyfuno.
Po leiaf yw'r diffyg cyfatebiaeth cam, po uchaf yw'r ffactor llenwi agorfa, yr uchaf yw'r gymhareb Strehl, a'r agosaf yw'r cyfuno cydlynol i'r cyflwr delfrydol. Yr effeithlonrwydd cyfuno yw cymhareb y pŵer golau cyfun i gyfanswm pŵer pob sianel cyn cyfuno. Po agosaf yw'r gymhareb i 1, y mwyaf delfrydol ydyw. Mae disgleirdeb yn gysylltiedig â phŵer allbwn, tonfedd ac ansawdd trawst, fel y dangosir yn fformiwla 1, lle mae C yn gyfernod sy'n gysylltiedig â siâp y trawst, a C sy'n cyfateb i'r trawst Gaussian yw 1. Mae disgleirdeb y trawst cyfun yn gynnyrch y cyfuno effeithlonrwydd, nifer y sianeli cyfun a disgleirdeb un sianel.
Yn seiliedig ar y math o holltwr / cyfuniad trawst, gellir rhannu synthesis cydlynol yn ddau fath: agorfa teils ac agorfa wedi'i llenwi. Mae ffactor llenwi agorfa synthesis agorfa teils yn llai nag 1, y gellir ei gyflawni trwy bedwar math o ddyfais: arae collimator, arae microlens, bwndel ffibr a ffibr aml-graidd. Mae Ffigur 3 yn dangos canlyniadau efelychu dosbarthiad arddwysedd golau ar wahanol bellteroedd lluosogi wrth ddefnyddio arae collimator ar gyfer synthesis. Po fwyaf cryno yw'r trefniant collimator, po agosaf yw'r ffactor llenwi agorfa i 1, y gorau yw'r effaith synthesis, a'r effeithlonrwydd terfyn damcaniaethol yw 76% [2]. Mae'r ddyfais o synthesis agorfa teils yn symlach, ond mae'r effeithlonrwydd synthesis yn is.
Ffactor llenwi'r synthesis agorfa llenwi yw 1, ac mae'r effeithlonrwydd synthesis yn gymharol uchel. Gellir ei rannu'n bedwar math: synthesis polareiddio, synthesis dwyster, synthesis diffreithiant, a synthesis adlewyrchiad, fel y dangosir yn Ffigur 4. Mae synthesis polareiddio yn cyfeirio at ddefnyddio holltwr trawst polareiddio neu bolarydd ffilm denau i syntheseiddio dau belydryn golau polareiddio orthogonally i mewn i un, a gellir cynyddu nifer y llwybrau synthesis trwy strwythur rhaeadru. Mae synthesis dwyster yn cyfeirio at y dull o ddefnyddio holltwr trawst dwyster i syntheseiddio dau lwybr golau gyda'r un pŵer i mewn i un llwybr, a chyflawnir ymyrraeth y porthladd golau idler trwy gloi cyfnod, a gellir cyflawni synthesis aml-lwybr hefyd trwy strwythur rhaeadru.
O'i gymharu â synthesis polareiddio, mae synthesis dwyster yn addas ar gyfer achlysuron â phŵer cyfartalog uwch. Mae synthesis diffreithiant yn defnyddio dyfeisiau optegol diffreithiant, megis rhwyllau a phrismau, i syntheseiddio digwyddiad golau ar onglau sy'n cyfateb i wahanol orchmynion diffreithiant yn un trawst. Gellir defnyddio strwythur cyfres dau gam i ehangu'r dimensiwn synthesis o un dimensiwn i ddau ddimensiwn i gyflawni synthesis N × N. Mae pŵer synthesis diffreithiant wedi'i gyfyngu gan effeithiau thermol. Cyflawnir synthesis myfyrio trwy ddrych petal. Mae gan wahanol rannau o'r drych petal wahanol adlewyrchiadau a thrawsyriannau. Cyflawnir synthesis cydlynol trwy ymyrraeth ddinistriol rhwng y golau digwyddiad a'r golau a adlewyrchir i gyfeiriad y golau a adlewyrchir. Mae gan adlewyrchedd pob rhan werth penodol. Gellir cyflawni synthesis dau ddimensiwn hefyd trwy strwythur eilaidd.
Yn ogystal, mae synthesis agorfa hybrid yn seiliedig ar araeau microlens. Mae'r pelydryn golau yn cael ei hollti a'i syntheseiddio trwy ddau arae microlens a lens. Gellir addasu lleoliad y trawst syntheseiddio trwy reoli cyfnod pob trawst [3].
O dan ddylanwad effeithiau thermol ac aflonyddwch amgylcheddol, mae gan bob signal sŵn cyfnod penodol, sy'n effeithio ar ansawdd y trawst wedi'i syntheseiddio a'r effeithlonrwydd synthesis. Mae Ffigur 5 yn dangos y man golau wedi'i syntheseiddio pan fydd y clo cam yn cael ei droi ymlaen ac i ffwrdd pan ddefnyddir yr arae collimator ar gyfer synthesis. Gellir gweld, pan fydd y clo cam wedi'i ddiffodd, mae'r effaith synthesis yn wael iawn.
Gellir dosbarthu cloi cyfnod yn gloi cyfnod gweithredol a chloi cyfnod goddefol. Mae cloi cyfnod goddefol yn cynnwys pedwar math yn bennaf: cloi cam ceudod cyd-seiniol[4], cydgysylltiad cyfnod[5], hunan-drefnu[6] a chyplu tonnau evanescent. Mewn cloi cyfnod ceudod cyd-seiniol, mae pennau allbwn ffibrau enillion lluosog yn cael eu bwydo'n ôl i'w gilydd, sy'n cyfateb i rannu'r un ceudod soniarus, a thrwy hynny gyflawni cloi cyfnod. Wrth gloi cyfnod cyfuniad cam, yn seiliedig ar ddrychau cydlyniad cam, caiff y cam ei wrthdroi mewn amser trwy effeithiau aflinol megis gwasgariad Brillouin wedi'i ysgogi, a thrwy hynny wneud iawn am sŵn y cyfnod yn y prif fwyhadur. Wrth gloi modd hunan-drefnu, defnyddir gratio Bragg ffibr a holltwr trawst i ffurfio interferomedr Michelson i gyflawni cyplu rhwng y chwyddseinyddion, a thrwy hynny gloi'r cam. Mae cyplu tonnau Evanescent yn cyplu'r mwyhaduron aml-sianel yn uwch-ddull, a thrwy hynny sicrhau cydlyniad rhwng y sianeli, ac fe'i defnyddir yn aml mewn ffibrau optegol aml-graidd.