4×1功率合束器的仿真分析

来源：激光技术杂志2025年第5期北京时间：

作者：沈俊宏, 石宇航, 张恩涛, 郑云瀚, 蒋放, 任鹏, 杨峰

摘要：为了研究影响光纤功率合束器整体效能的因素，采用建模仿真的方法，基于有限差分格式的光束传播法，分析了功率合束器不同位置的光场分布以及光纤数值孔径、纤芯直径和拉锥长度对合束器传输效率的影响。结果表明，在综合考虑传输效率和光束质量的基础上，得到功率合束器的传输效率为97.17%，M 2=2.15；输入光纤的数值孔径越大，合束器的传输效率通常越高；当输入光纤的数值孔径在0.064与0.065之间时，由于引入了损耗较高的高阶模，传输效率反而下降；对比不同输出光纤纤芯直径的传输效率，发现传输效率随输出光纤纤芯直径的增大而增加、随拉锥长度的增加而增加，但在某些区域，由于模式耦合效应和能量扩散，传输效率随拉锥长度的增加而下降。这些结果对于合束器的生产制造是有一定帮助的。

关键词：激光技术, 光纤合束器, 光束传播法, 光束合成