JP7438218B2 - スペクトルビーム結合されたレーザ源用の波長制御ビームスタビライザ - Google Patents

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Description

[0001]本開示は、一般に、スペクトルビーム結合（ＳＢＣ）によって結合される異なる波長において増幅ビームを生成する複数のビームチャネルを適用するファイバレーザ増幅器システムに関し、より具体的には、ＳＢＣによって結合され、異なる波長において増幅ビームを生成する複数のビームチャネルを適用するファイバレーザ増幅器システムに関し、システムは、フィードバックを提供し、すべてのビームが同じ方向を向くように、各チャネルにおけるビームの波長を制御および安定化させる。
[0002]高出力レーザ増幅器には、産業、商業、軍事などを含む多くの用途がある。高出力レーザの具体例の１つは、レーザ兵器システムである。レーザ増幅器の設計者は、これらの用途や他の用途のために、レーザ増幅器のパワーを上げる手法を継続的に研究している。既知のタイプのレーザ増幅器の１つは、シードビーム、および、シードビームを増幅するポンプビームを受け取って、レーザ出力ビームを生成する、ドープファイバを適用するファイバレーザ増幅器であり、ファイバは、通常、約１０～２０μｍの有効コア直径を有する。
[0003]ファイバレーザ増幅器の設計における改善により、ファイバ増幅器の出力パワーが増加し、実用的なパワーとビーム品質の限界に近づいた。出力パワーをさらに高めるために、一部のファイバレーザシステムは、増幅ビームを何らかの方式で結合して、より高いパワーを生成する複数のファイバレーザ増幅器を採用している。このタイプのファイバレーザ増幅器システムの設計上の課題は、ビームを小さな焦点に集束できるよう、ビームが、ビーム直径全体にわたって均一な位相を有する単一のビーム出力を提供できるように、複数のファイバ増幅器からのビームを結合することである。結合されたビームを、長距離（遠方場）のところにある小さなスポットに集束させることで、ビームの品質が決まる。
[0004]高パワーの回折限界に近いレーザビームを生成するための既知の方法の１つは、異なる波長において増幅ビームを提供する複数の狭線幅ファイバ増幅器のスペクトルビーム結合（ＳＢＣ）を利用することである。特に、複数の高パワーレーザビームチャネルは各々、わずかに異なる波長で増幅ビームを提供し、このビームは、単一の出力ビームと同じ方向において伝搬するようにビームを結合する分散光学系、通常は回折格子に画像化される。
[0005]これらのタイプのＳＢＣレーザ増幅器システムにおいて良好なビーム品質を提供するには、回折格子に画像化された後、結合されたすべてのビームが同じ方向を向き、遠方場のターゲットにおけるパワーを最大化できるように、各レーザビームの波長が安定し、経時的にドリフトしないようにする必要がある。言い換えれば、格子からの各ビームの向く方向が、同じ方向になるように、各チャネル内のビームの波長が、所望の波長に留まることを保証する必要がある。しかしながら、様々な構成要素における熱負荷、構成要素の位置シフトなどの様々な要因により、ビームの波長が経時的に変化し、ビームの向く方向が変化するため、ビーム品質が低下する。それに加えて、ビームの波長が安定している場合であっても、ビームを格子に結合するために使用される光学系における熱的または機械的変化により、格子から離れるビームの向く方向がドリフトする可能性がある。
[0006]ビームの波長が定期的に測定および補正されるメンテナンススケジュールを提供することが可能である。しかしながら、これには追加の経費とコストが必要である。さらに、波長が所望の波長にロックされるように、ビームの波長を測定し、波長におけるドリフトを自動的に補正する波長ロッカを、各レーザチャネルに設けることが可能である。しかしながら、レーザシステムに含まれるチャネルが多いほど、波長の間隔が狭くなり、波長ロッカをより正確にする必要がある。より具体的には、レーザ増幅器技術が向上するにつれて、レーザ源の利用可能なスペクトル輝度が増加し、これにより、ファイバチャネルあたり、より狭い線幅が可能になる。利用可能なレーザ利得帯域幅内、すなわち、Ｙｂドープファイバレーザの場合、通常３０～４０ｎｍに収まるようにするには、チャネルを追加するにつれて、チャネルの波長間隔をより狭くする必要があり、したがって、より高い精度で波長をロックする必要がある。たとえば、３００本のファイバを３０ｎｍの利得帯域幅に収めるには、各ファイバチャネルを、隣接チャネルから０．１ｎｍ（２６ＧＨｚ）だけ離す必要がある。これには、結合された出力ビーム品質の大幅な低下を防ぐために、波長を約１ＧＨｚ以内にロックする必要がある。このレベルの絶対ロック精度は、従来のファブリペローベースの波長ロッカでは達成が困難である。
[0007]本開示は、１つのシードビーム源が、複数のファイバ増幅チャネルの各々に提供される複数のシードビーム源を含むファイバ増幅器システムについて議論および説明する。各シードビーム源は、他のシードビーム源によって生成されるシードビームの波長とは異なる波長においてシードビームを生成し、各シードビーム源は、ビーム波長調整機能を含む。このシステムはまた、各増幅チャネルにおいて提供され、そのチャネルにおいてシードビームを受け取り、増幅ビームを提供するファイバ増幅器と、すべての別個の増幅ビームに応答して、増幅ビームを、発散する非結合ビームとして自由空間に向けるエミッタアレイとを含む。このシステムはさらに、発散する非結合ビームに応答して、発散する非結合ビームを、コリメートされた非結合ビームとして集束させるビームコリメート光学系と、異なる波長におけるすべての増幅ビームが、出力ビームと同じ方向に向けられるように、コリメートされた非結合ビームに応答して、コリメートされた非結合ビームを空間的に結合するスペクトルビーム結合（ＳＢＣ）格子とを含む。このシステムはまた、出力ビームに応答して、すべての増幅ビームの波長部分を含むサンプルビームを出力ビームから提供するビームサンプラと、サンプルビームに応答する検出器アセンブリとを含む。検出器アセンブリは、互いに離間され、ＳＢＣ格子の分散軸に対して配置された第１のファイバサンプラおよび第２のファイバサンプラを含み、第１のファイバサンプラは、すべての増幅ビームの波長部分を含む、第１の強度を有する第１のファイバサンプルビームを生成し、第２のファイバサンプラは、すべての増幅ビームの波長部分を含む、第２の強度を有する第２のファイバサンプルビームを生成する。光学的および電気的フィードバック構成要素の構成は、第１および第２のファイバサンプルビームに応答し、このフィードバック構成要素は、第１のサンプルビームの第１の強度と、第２のサンプルビームの第２の強度との間の差を決定し、すべての増幅ビームが空間的に整列し、出力ビームにおいて同じ方向に伝搬するように、フィードバック構成要素は、すべてのシードビームの波長を制御する。
[0008]本開示の追加の特徴は、添付の図面と併せて、以下の説明および添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。
図１は、各ＳＢＣチャネルのために、２つのファイバサンプラと、２つのＷＤＭと、平衡検出器ペアとを適用する、波長安定化フィードバックを含むＳＢＣファイバレーザ増幅器システムの概略図である。 図２は、各ＳＢＣチャネルのために、２つのファイバサンプラと、１×２スイッチと、ＷＤＭと、単一の検出器とを適用する、波長安定化フィードバックを含むＳＢＣファイバレーザ増幅器システムの概略図である。 図３は、２つのファイバサンプラと、１×２ウィッチと、動的調整可能スペクトルフィルタと、単一の検出器と、複数の出力を備えた単一のコントローラとを適用する、波長安定化フィードバックを含むＳＢＣファイバレーザ増幅器システムの概略図である。 図４は、２つのファイバサンプラと、１×２スイッチと、光スペクトラムアナライザ（ＯＳＡ）とを適用する、波長安定化フィードバックを含むＳＢＣファイバレーザ増幅器システムの概略図である。
[0013]本発明の実施形態の以下の議論は、ＳＢＣによって結合される、異なる波長において動作する複数のビームチャネルを適用するファイバレーザ増幅器システムに関し、異なる波長ビームの波長を制御するためにビームフィードバックを含むこのシステムは、本質的に例示的であり、開示またはその適用または用途を限定することは、決して意図されない。
[0014]図１は、Ｎ個の波長チャネル１２を含むＳＢＣファイバレーザ増幅器システム１０の概略ブロック図であり、ここでは、Ｎ個のうちの２つだけが示され、各々は、特定の波長λにおいてファイバ１６に提供されるシードビームを生成するマスタ発振器（ＭＯ）１４を含み、各ＭＯ１４は、異なるビーム波長λ１～λＮを生成する。各ＭＯ１４は、波長λの熱制御を提供する熱電冷却器（ＴＥＣ）アクチュエータ、または波長λの電流制御を提供する電流アクチュエータなど、ビーム波長λを調整するための構成要素を含む。ファイバ１６におけるシードビームの各々は、ファイバ増幅器２０に送られ、この増幅器２０は、通常、光ポンプビーム（図示せず）を受け取るファイバ１６のドープされた増幅部分である。各チャネル１２は、いくつかの他の光学構成要素、たとえば、シードビームを変調するための電気光学変調器、シードビームの位相を制御するための位相変調器、シードビームの偏光を制御するための偏光変調器などを含み得る。すべての増幅ビームは、発散する増幅ビームのセットを、自由空間に出力する光エミッタアレイ２２へ向けられ、そこでは、個々のビーム波長λは、わずかに異なるエミッタ位置から伝搬する。発散ビームは、コリメート光学系２４で反射される。コリメート光学系２４は、すべての個々のビームが、格子２６に衝突し、同じフットプリントにおいてオーバラップするように、発散ビームをコリメートしてスペクトルビーム結合（ＳＢＣ）格子２６に向ける。格子２６は、個々のビーム波長λを空間的に回折し、結合された出力ビーム２８と同じ方向に個々のビームを向ける。
[0015]スペクトル的に結合された出力ビーム２８は、ビームサンプラ３０に向けられ、ビームサンプラ３０は、ビーム２８の小さな部分をサンプルビーム４０として分割する。サンプルビーム４０は、画像化レンズ４４によって受け取られ、画像化レンズ４４は、サンプルビーム４０を集束させ、第１のサイドファイバサンプラ４８および第２のサイドファイバサンプラ５０を含む検出器アセンブリ４６に、遠方ファイル画像を生成し、これらサンプラ４８、５０は、空間フィルタとして機能する。ファイバサンプラ４８、５０は、格子２６の分散軸に沿って、ほぼ互いに約１つの遠方場ビーム直径だけ離れて配置され、その結果、各ファイバサンプラ４８、５０は、サンプルビーム４０のガウスビーム強度分布５２の最大傾斜に近くなる。サンプラ４８から検出されたビーム部分は、ファイバ５４に提供され、サンプラ５０から検出されたビーム部分は、ファイバ５６に提供される。ファイバ５４において検出されたビーム部分は、検出されたビーム部分をその構成波長λに分離する波長デマルチプレクサ（ＷＤＭ）５８へ提供され、各ビーム部分は、Ｎ個のファイバ６０のうちの別個のファイバに提供される。同様に、ファイバ５６において検出されたビーム部分は、検出されたビーム部分をその構成波長に分離するＷＤＭ６２に提供され、各ビーム部分は、Ｎ個のファイバ６４のうちの別個のファイバに提供される。ＷＤＭ５８、６２は、一連のファイバブラッグ格子またはアレイ導波路格子（ＡＷＧ）など、本明細書で論じられる目的に適した任意の波長選択性構成要素とすることができる。
[0016]ＷＤＭ５８、６２から同じ波長λを搬送する各特定のファイバ６０、６４、すなわち両ファイバサンプラ４８、５０からの波長の光学パワーは、Ｎ個の平衡検出器ペア６６のうちの一方に送られ検出される。各検出器ペア６６は、ファイバ６０、６４におけるビーム部分の光電流を測定し、特定の波長λにおいて検出された２つのビーム部分のパワー間の差の差分出力を提供する。サンプルビーム４０における特定の波長λが、適切な方向に伝搬している、すなわち空間的に整列している場合、サンプラ４８、５０から検出されたビーム部分は、同じ強度を有し、その特定の波長λの検出器ペア６６の出力は、ヌルまたはゼロになる。したがって、すべてのビームが適切な波長にある場合、ファイバサンプラ４８、５０によって測定されたサンプルビーム４０の強度は同じになる。サンプルビーム４０における特定の波長λ１～λＮのいずれかが、適切に空間的に整列されていない場合、サンプラ４８、５０から検出されたビーム部分は、同じ強度を有さず、その特定の波長λの検出器ペア６６の出力は、エラー信号となり、エラー信号は、増幅ビームが、再び整列されるように、そのチャネル１２のシードビームの波長を制御するために使用される。
[0017]各検出器ペア６６からの差分出力は、検出器ペア６６の出力がゼロになるまで、シードビームの波長λを変化させるために、そのチャネル１２のＭＯ１４にエラー信号を送信する利得コントローラ６８に送られる。たとえば、利得コントローラ６８の出力は、ＭＯ１４におけるレーザエミッタの温度の上昇または下降を引き起こすことがあり、これは、その波長λを変化させる。したがって、ＭＯ１４からのシードビームの波長λを適切に制御することにより、増幅ビームは、同じビームパワーがファイバサンプラ４８、５０に衝突し、すべてが、適切な出力ビームパワーのために、遠方場においてともに共整列されるように、格子２６から適切に向けられる。
[0018]上記の議論では、シードビームが変化した場合に、シードビームの波長λを補正して、適切なビーム整列を提供することについて述べている。しかしながら、論じられたようなシステム１０の動作はまた、ビームの波長が所望の波長であっても、システム１０における構成要素が不整列になった場合に、ビーム整列を提供する。特に、システム１０は、すべてのチャネルビームが同じ要素によってサンプリングされるという点において、ビーム不整列の影響を受けず、無理なく共整列される。共通の自由空間光学系またはビームサンプリング要素におけるドリフトは、ビーム波長における同一のシフトをもたらし、したがって、ビームは、全体的なポインティングシフトを伴うのみで、結合された出力ビーム２８における共整列の維持を保証する。これは、ビーム制御システムによるレーザ兵器システムに、無理なく適用されるであろう。
[0019]原則として、各チャネル１２の有限の線幅と結合された格子分散は、チャネルビーム間の不整列をもたらす可能性がある。これは、異なる波長を結合することに加えて、回折格子２６が、各ビームのスペクトルも角度的に分散させるためである。これは、空間的に変位したファイバサンプラ４８、５０に入るスペクトルが、同一にならないことを意味する。一方のファイバサンプラ４８または５０は、すべてのチャネルビームの青いエッジをサンプリングし、他方のファイバサンプラ４８または５０は、チャネルビームのすべての赤いエッジをサンプリングする。利得コントローラ６８は、一方のファイバサンプラ４８または５０に入る青色のパワーが、他方のファイバサンプラ４８または５０に入る赤色のパワーと等しくなるようにビームを整列させる。これは、異なる増幅チャネル１２の線幅が同じでなくても、各シードビームのスペクトルが均一な対称性を有する限り、空間的不整列エラーを引き起こさない。通常、各チャネル１２の線幅は、ノイズ広がりを使用する位相変調によって、または擬似ランダムビットシーケンスを使用するなどのデジタルコード変調によって生成され、どちらも理想的には対称的なスペクトルを生成する。しかしながら、チャネル１２のスペクトルが非対称である場合、そのチャネル１２は、対称チャネルと比較して不整列になる。実際には、非対称スペクトルは、拡大するＲＦ電子機器が、高度に飽和している場合に観察されることがある。これは、テスト目的で一時的に線幅を増やすために、設計ポイントを超えて動作する場合によくある。実際には、この影響により、遠方場における回折限界スポット径の、ごく僅かな部分にしか相対的な不整列は発生しないので、システムのパフォーマンスへの影響はごくわずかである。
[0020]他の実施形態は、空間／スペクトル感知のために同じ概念を使用することができるが、これは、制御帯域幅を犠牲にして、構成要素数を低減し、サイズおよび重量（ＳａＷ）を低減するために、時分割多重化を組み込む。通常、格子における波長ドリフトや、自由空間光学系における構造緩和は、構成要素の経年劣化によって発生するので、制御帯域幅は、ほとんどのシステムについて、制限になるとは考えられていない。実際のシステムにおける最大の速度乱れは、通常は数秒間の動作中に発生する高パワーショット中に、熱膨張または熱光学歪みとなる可能性が高いため、Ｈｚクラスのループ速度で補正できる。
[0021]図２は、増幅器システム１０と同様のＳＢＣファイバレーザ増幅器システム７０の概略ブロック図であり、同一要素が同一参照番号によって識別されている。システム７０において、１×２スイッチ７２は、ファイバ５４、５６に結合されるフィードバックに含まれ、スイッチ７２は、ファイバ５４、５６から検出されたビーム部分を、選択的に交互にファイバ７４に出力する。ＷＤＭ５８、６２は、ファイバ７４において検出されたビーム部分をスイッチ７２から受け取る単一のＷＤＭ７６で置き換えられる。したがって、ＷＤＭ７６は、ファイバサンプラ４８、５０のうちの一方からのみのすべての異なる波長ビームを、ファイバ６０に同時に出力する。したがって、検出器ペア６６は、チャネル１２ごとに単一の検出器７８で置き換えることができる。各検出器７８の出力は、各チャネル１２のコントローラ８０へ送られ、各コントローラ８０は、連続する時間フレームにおいて、検出器７８からの信号を測定して、ファイバサンプラ４８、５０から検出されたビーム部分の強度を比較し、上記で論じられた方式で、ＭＯ１４を制御する。システム７０は、各波長チャネル１２について、共通の要素を使用するため、システム１０よりも実施がより容易であり得、したがって、検出器ペア６６間の電気利得平衡における波長ドリフトの傾向を排除し、較正を容易にする。
[0022]図３は、増幅器システム７０に類似したＳＢＣファイバレーザ増幅器システム９０の概略ブロック図であり、同一要素が同一参照番号によって識別されている。システム９０において、単一のＷＤＭ７６は、ファイバサンプラ４８、５０から検出されたビーム部分におけるＮ個すべての波長λを分離し、ファイバサンプラ４８、５０からのこれらの波長ビームのうちの一方を、特定の時点において、出力ファイバ９４にシーケンシャルに出力することができる動的調整可能スペクトルフィルタ９２で置き換えられる。フィルタ９２の各設定について、ビームの各側のシーケンシャルなパワー測定値は、スイッチ７２を作動させることによって取得される。スペクトルフィルタ９２は、Ｗａｖｅｓｈａｐｅｒ（登録商標）モジュールなど、本明細書で論じられた目的に適した任意のデバイスとすることができる。したがって、各波長ビームのための、すべての単一の検出器７８は、すべての波長ビームについて、単一の検出器９６で置き換えることができ、各波長ビームのすべてのコントローラ８０は、すべての波長ビームについて、単一のコントローラ９８で置き換えることができる。システム９０におけるコントローラ９８は、連続する時間フレームにおいて、検出器９６からの信号を調べて、ファイバサンプラ４８、５０からの同じ波長を有する検出されたビーム部分の強度を比較し、上記で論じられた方式で、ＭＯ１４を制御する。システム９０は、より少ないハードウェア、すなわちより低いＳａＷを使用して波長制御を可能にし、高い制御帯域幅が必要とされないファイバ増幅器システム、すなわち、波長または空間的不整列ドリフトが、フィルタ９２が波長アレイ全体をスキャンするために必要な時間と比較して遅いシステムに関連する。
[0023]図４は、増幅器システム９０と同様のＳＢＣファイバレーザ増幅器システム１００の概略ブロック図であり、同一要素が同一参照番号によって識別されている。システム１００において、フィルタ９２、出力ファイバ９４、および検出器９６は、２つのスイッチ位置から２つのシーケンシャルに測定されたスペクトルを生成する分光計または光スペクトルアナライザ（ＯＳＡ）１０２で置き換えられる。言い換えれば、ＯＳＡ１０２は、ファイバサンプラ４８、５０から検出されたビーム部分における個々の波長λのパワーを分離および測定することができ、ＯＳＡ１０２の出力は、パワー対波長のスペクトルスキャンを提供する。ＯＳＡ１０２は、本明細書で論じられた目的に適した任意のデバイスであり得る。コントローラ１０４は、連続する時間フレームにおいて、ＯＳＡ１０２からの信号を調べて、ファイバサンプラ４８、５０からの同じ波長λを有する検出されたビーム部分の強度またはパワーを比較し、上記で論じられた方式で、ＭＯ１４を制御する。
[0024]本明細書で論じられるファイバ増幅器システムは、ダイレクトダイオードのＳＢＣに基づく産業用レーザシステムに有用である可能性がある。現在、そのようなシステムは通常、外部の光学的フィードバックキャビティを使用して、個々のエミッタの波長ロックを保証している。これは、寿命と損傷の問題をもたらす。エミッタへのダイレクトな光学的フィードバックを伴わず、外部の電気的フィードバックを使用する本明細書に記載のタイプのアプローチは、これらの問題を軽減することができる。ファイバベースのＳＢＣのためのシードビームとして使用されるＤＦＢパッケージダイオードと同様に、高パワーダイレクトダイオードの波長調整は、エミッタ温度によって、または駆動電流によって作動させることができる。
[0025]前述の議論は、本開示の単なる例示的な実施形態を開示および説明している。当業者は、そのような議論および添付の図面および特許請求の範囲から、以下の特許請求の範囲において定義される開示の精神および範囲から逸脱することなく、様々な変更、修正および変形を行うことができることを容易に認識するだろう。

Claims (19)

  1. ファイバ増幅器システムであって、
    複数のシードビーム源であって、１つのシードビーム源が、複数のファイバ波長増幅チャネルの各々に提供され、各シードビーム源は、他のシードビーム源によって生成されるシードビームの波長とは異なる波長においてシードビームを生成し、各シードビーム源は、ビーム波長調整機能を含む、複数のシードビーム源と、
    各増幅チャネルに提供され、前記各増幅チャネルにおいて前記シードビームを受け取り、増幅ビームを提供するファイバ増幅器と、
    すべての別個の増幅ビームに応答して、前記増幅ビームを、発散する非結合ビームとして自由空間に向けるエミッタアレイと、
    前記発散する非結合ビームに応答して、前記発散する非結合ビームを、コリメートされた非結合ビームとしてリダイレクトするビームコリメート光学系と、
    前記コリメートされた非結合ビームにおけるすべての前記別個の増幅ビームが、出力ビームと同じ方向に向けられるように、前記コリメートされた非結合ビームに応答して、前記コリメートされた非結合ビームを、異なる波長において空間的に結合する、スペクトルビーム結合（ＳＢＣ）格子と、
    前記出力ビームに応答して、すべての前記増幅ビームの波長部分を含むサンプルビームを、前記出力ビームから提供するビームサンプラと、
    前記サンプルビームに応答して、前記サンプルビームの遠方場画像を生成する遠方場光学系と、
    前記サンプルビームの前記遠方場画像に応答する検出器アセンブリであって、前記検出器アセンブリは、互いに離間され、前記ＳＢＣ格子の分散軸に沿って配置されることで、両方ともが、前記サンプルビームの前記遠方場画像のガウス強度分布の最大傾斜にあるように又は前記最大傾斜の近くにあるように配置される第１のファイバサンプラおよび第２のファイバサンプラ含み、前記第１のファイバサンプラは、すべての前記増幅ビームの波長部分を含む、第１の強度を有する第１のファイバサンプルビームを生成し、前記第２のファイバサンプラは、すべての前記増幅ビームの波長部分を含む、第２の強度を有する第２のファイバサンプルビームを生成する、検出器アセンブリと、
    前記第１および第２のファイバサンプルビームに応答する、光学的および電気的なフィードバック構成要素の構成であって、前記フィードバック構成要素は、前記第１のファイバサンプルビームの第１の強度と、前記第２のファイバサンプルビームの第２の強度との間の差を決定し、すべての前記増幅ビームが空間的に整列し、前記出力ビームにおいて同じ方向に伝搬するように、前記フィードバック構成要素は、前記第１の強度と前記第２の強度との間の差を使用して、すべての前記シードビームの波長を制御する構成とを備える、
    ファイバ増幅器システム。
  2. 前記第１および第２のファイバサンプラの各々は、１つの遠方場ビーム直径だけ、離間された、請求項１に記載のファイバ増幅器システム。
  3. 前記フィードバック構成要素は、前記複数のシードビーム源における電流アクチュエータを制御して、前記シードビームの前記波長を変化させるための電流制御を提供する、請求項１に記載のファイバ増幅器システム。
  4. 前記フィードバック構成要素は、前記複数のシードビーム源における温度アクチュエータを制御して、前記シードビームの前記波長を変化させるための温度制御を提供する、請求項１に記載のファイバ増幅器システム。
  5. 前記フィードバック構成要素は、前記増幅ビームの前記波長における変化に応答して、前記増幅ビームの前記波長を補正する、請求項１に記載のファイバ増幅器システム。
  6. 前記フィードバック構成要素は、前記ファイバ増幅器システムにおける構成要素の位置における変化に応答して、前記増幅ビームの前記波長を補正する、請求項１に記載のファイバ増幅器システム。
  7. 前記フィードバック構成要素は、前記第１のファイバサンプルビームに応答して、各波長チャネルについて、前記第１のファイバサンプルビームにおけるすべての前記増幅ビームの前記波長部分の各々を、異なるファイバに別個に出力する第１の波長デマルチプレクサ（ＷＤＭ）と、第２のファイバサンプルビームに応答して、各波長チャネルについて、前記第２のファイバサンプルビームにおけるすべての前記増幅ビームの前記波長部分の各々を、異なるファイバに別個に出力する第２のＷＤＭと、各波長チャネルについて、１つの検出器ペアを含む複数の検出器ペアであって、各検出器ペアは、前記第１および第２のＷＤＭの両方からの、同じ波長を有する、前記増幅ビームの前記波長部分に応答し、各検出器ペアは、同じ波長を有する前記増幅ビームの前記波長部分の強度差を識別する差分信号を出力する、複数の検出器ペアと、各チャネルについて、１つの制御デバイスを含む複数の制御デバイスであって、各制御デバイスは、特定のチャネルの前記差分信号に応答して、前記差分信号を使用して、前記各チャネルの前記シードビーム源の波長を制御する、複数の制御デバイスとを含む、請求項１に記載のファイバ増幅器システム。
  8. 前記フィードバック構成要素は、前記第１のファイバサンプルビームおよび前記第２のファイバサンプルビームに応答して、前記第１のファイバサンプルビームまたは前記第２のファイバサンプルビームのいずれかを選択的に出力する１×２スイッチと、前記１×２スイッチからの前記第１のファイバサンプルビームおよび前記第２のファイバサンプルビームに応答して、各波長チャネルについて、前記第１および第２のファイバサンプルビームにおいて同じ波長を有する前記増幅ビームの前記波長部分の各々を、異なるファイバに出力する、波長デマルチプレクサ（ＷＤＭ）と、各波長チャネルについて、１つの検出器を含む複数の検出器であって、各検出器は、前記ＷＤＭからの同じ波長を有する前記増幅ビームの前記波長部分に応答し、各検出器は、同じ波長を有する前記増幅ビームの前記波長部分の強度を識別する電気信号を出力する、複数の検出器と、各波長チャネルについて、１つの制御デバイスを含む、複数の制御デバイスであって、各制御デバイスは、特定の波長チャネルの検出器からの前記電気信号に応答して、前記各波長チャネルのための前記第１および第２のファイバサンプルビームからの同じ波長を有する前記増幅ビームの前記波長部分における強度差を決定し、前記電気信号を使用して、前記各波長チャネルの前記シードビーム源の波長を制御する、複数の制御デバイスとを含む、請求項１に記載のファイバ増幅器システム。
  9. 前記フィードバック構成要素は、前記第１のファイバサンプルビームおよび前記第２のファイバサンプルビームに応答して、前記第１のファイバサンプルビームまたは前記第２のファイバサンプルビームのいずれかを選択的に出力する１×２スイッチと、前記１×２スイッチからの前記第１のファイバサンプルビームおよび前記第２のファイバサンプルビームに応答して、前記第１および第２のファイバサンプルビームにおいて同じ波長を有する前記増幅ビームの前記波長部分を選択的に分離および出力する調整可能スペクトルフィルタと、前記調整可能スペクトルフィルタからの前記出力に選択的に応答して、同じ波長を有する前記増幅ビームの各波長部分の強度を識別する電気信号を出力する単一の検出器と、前記検出器からの前記電気信号に応答して、各チャネルについて、前記第１および第２のファイバサンプルビームから同じ波長を有する前記増幅ビームの前記波長部分における強度差を決定し、前記電気信号を使用して、前記各チャネルの前記シードビーム源の前記波長を制御する単一の信号制御デバイスとを含む、請求項１に記載のファイバ増幅器システム。
  10. 前記フィードバック構成要素は、前記第１のファイバサンプルビームおよび前記第２のファイバサンプルビームに応答して、前記第１のファイバサンプルビームおよび前記第２のファイバサンプルビームのいずれかを選択的に出力する１×２スイッチと、前記１×２スイッチからの前記第１のファイバサンプルビームおよび前記第２のファイバサンプルビームに応答する光スペクトルアナライザ（ＯＳＡ）であって、前記ＯＳＡは、前記第１および第２のファイバサンプルビームの両方において、異なる波長のパワーを分離および検出し、前記検出された前記第１および第２のファイバサンプルビームのパワーを識別する強度信号を出力する光スペクトルアナライザ（ＯＳＡ）と、前記ＯＳＡからの電気信号に応答して、各チャネルについて、前記第１および第２のファイバサンプルビームからの、同じ波長を有する前記増幅ビームの前記波長部分の強度差を決定し、前記電気信号を使用して、前記各チャネルの前記シードビーム源の波長を制御する単一の制御デバイスとを含む、請求項１に記載のファイバ増幅器システム。
  11. ファイバ増幅器システムであって、
    複数のシードビーム源であって、１つのシードビーム源が、複数のファイバ増幅チャネルの各々に提供され、各シードビーム源は、他のシードビーム源によって生成されるシードビームの波長とは異なる波長においてシードビームを生成し、各シードビーム源は、ビーム波長調整機能を含む、複数のシードビーム源と、
    各増幅チャネルに提供され、前記各増幅チャネルにおいて前記シードビームを受け取り、増幅ビームを提供するファイバ増幅器と、
    すべての別個の増幅ビームに応答して、前記増幅ビームを、発散する非結合ビームとして自由空間に向けるエミッタアレイと、
    前記発散する非結合ビームに応答して、前記発散する非結合ビームを、コリメートされた非結合ビームとしてリダイレクトするビームコリメート光学系と、
    前記コリメートされた非結合ビームにおけるすべての前記別個の増幅ビームが、出力ビームと同じ方向に向けられるように、前記コリメートされた非結合ビームに応答して、前記コリメートされた非結合ビームを前記異なる波長において空間的に結合するスペクトルビーム結合（ＳＢＣ）格子と、
    前記出力ビームに応答して、すべての前記増幅ビームの一部を含むサンプルビームを前記出力ビームから提供するビームサンプラと、
    前記サンプルビームに応答して、前記サンプルビームの遠方場画像を生成する遠方場光学系と、
    前記ファイバ増幅器システムの遠方場に配置され、前記サンプルビームに応答する検出器アセンブリであって、前記検出器アセンブリは、互いに離間され、前記ＳＢＣ格子の分散軸に対して配置された第１のファイバサンプラおよび第２のファイバサンプラを含み、前記第１のファイバサンプラは、第１の強度を有し、すべての前記増幅ビームの波長部分を含む第１のファイバサンプルビームを生成し、前記第２のファイバサンプラは、第２の強度を有し、すべての前記増幅ビームの波長部分を含む第２のファイバサンプルビームを生成し、前記第１および第２のファイバサンプラは、前記サンプルビームの前記遠方場画像のガウス強度分布の最大傾斜にあるように、１つの遠方場ビーム直径だけ離れて配置される、検出器アセンブリと、
    前記第１のファイバサンプルビームおよび前記第２のファイバサンプルビームに応答して、前記第１のファイバサンプルビームまたは前記第２のファイバサンプルビームのいずれかを選択的に出力する１×２スイッチと、
    前記１×２スイッチからの前記第１のファイバサンプルビームおよび前記第２のファイバサンプルビームに応答して、前記第１および第２のファイバサンプルビームにおいて同じ波長を有する前記増幅ビームの前記波長部分を、選択的に分離および出力する調整可能スペクトルフィルタと、
    前記調整可能スペクトルフィルタからの出力に選択的に応答して、同じ波長を有する前記増幅ビームの各波長部分の強度を識別する電気信号を出力する単一の検出器と、
    前記検出器からの前記電気信号に応答して、各チャネルについて、前記第１および第２のファイバサンプルビームから、同じ波長を有する前記増幅ビームの前記波長部分の強度差を決定し、前記電気信号を使用して、前記各チャネルの前記シードビーム源の前記波長を制御する単一の制御デバイスとを備える、ファイバ増幅器システム。
  12. 前記制御デバイスは、前記複数のシードビーム源における電流アクチュエータを制御して、前記シードビームの前記波長を変化させるための電流制御を提供する、請求項１１に記載のファイバ増幅器システム。
  13. 前記制御デバイスは、前記複数のシードビーム源における温度アクチュエータを制御して、前記シードビームの前記波長を変化させるための温度制御を提供する、請求項１１に記載のファイバ増幅器システム。
  14. 前記制御デバイスは、前記増幅ビームの前記波長における変化に応答して、前記増幅ビームの前記波長を補正する、請求項１１に記載のファイバ増幅器システム。
  15. 前記制御デバイスは、前記ファイバ増幅器システムにおける構成要素の位置における変化に応答して、前記増幅ビームの前記波長を補正する、請求項１１に記載のファイバ増幅器システム。
  16. ファイバ増幅器システムであって、
    複数のシードビーム源であって、１つのシードビーム源が、複数のファイバ増幅チャネルの各々に提供され各シードビーム源は、他のシードビーム源によって生成されるシードビームの波長とは異なる波長においてシードビームを生成し、各シードビーム源は、ビーム波長調整機能を含む、複数のシードビーム源と、
    各増幅チャネルに提供され、前記各増幅チャネルにおいて前記シードビームを受け取り、増幅ビームを提供するファイバ増幅器と、
    すべての別個の増幅ビームに応答して、前記増幅ビームを、発散する非結合ビームとして自由空間に向けるエミッタアレイと、
    前記発散する非結合ビームに応答して、前記発散する非結合ビームを、コリメートされた非結合ビームとしてリダイレクトするビームコリメート光学系と、
    前記コリメートされた非結合ビームにおけるすべての前記別個の増幅ビームが、出力ビームと同じ方向に向けられるように、前記コリメートされた非結合ビームに応答して、前記コリメートされた非結合ビームを、異なる波長において空間的に結合する、スペクトルビーム結合（ＳＢＣ）格子と、
    前記出力ビームに応答して、すべての前記増幅ビームの一部を含むサンプルビームを前記出力ビームから提供するビームサンプラと、
    前記サンプルビームに応答して、前記サンプルビームの遠方場画像を生成する遠方場光学系と、
    前記ファイバ増幅器システムの遠方場に配置され、前記サンプルビームに応答する検出器アセンブリであって、前記検出器アセンブリは、互いに離間され、前記ＳＢＣ格子の分散軸に対して配置された第１のファイバサンプラおよび第２のファイバサンプラを含み、前記第１のファイバサンプラは、すべての前記増幅ビームの波長部分を含む、第１の強度を有する第１のファイバサンプルビームを生成し、前記第２のファイバサンプラは、すべての前記増幅ビームの波長部分を含む、第２の強度を有する第２のファイバサンプルビームを生成し、前記第１および第２のファイバサンプラは、前記サンプルビームの前記遠方場画像のガウス強度分布の最大傾斜にあるように、１つの遠方場ビーム直径だけ離れて配置される、検出器アセンブリと、
    前記第１のファイバサンプルビームおよび前記第２のファイバサンプルビームに応答して、前記第１のファイバサンプルビームまたは前記第２のファイバサンプルビームのいずれかを選択的に出力する１×２スイッチと、
    前記１×２スイッチからの前記第１のファイバサンプルビームおよび前記第２のファイバサンプルビームに応答する光スペクトルアナライザ（ＯＳＡ）であって、前記ＯＳＡは、前記第１および第２のファイバサンプルビームの両方において、異なる波長のパワーを分離および検出し、前記検出された前記第１および第２のファイバサンプルビームの前記パワーを識別する強度信号を出力する、光スペクトルアナライザ（ＯＳＡ）と、
    前記ＯＳＡからの電気信号に応答して、各チャネルについて、前記第１および第２のファイバサンプルビームからの、同じ波長を有する前記増幅ビームの前記波長部分の強度差を決定し、前記電気信号を使用して、前記各チャネルの前記シードビーム源の前記波長を制御する単一の制御デバイスとを備える、ファイバ増幅器システム。
  17. 前記制御デバイスは、前記複数のシードビーム源における電流アクチュエータを制御して、前記シードビームの前記波長を変化させるための電流制御を提供するか、または、前記複数のシードビーム源における温度アクチュエータを制御して、前記シードビームの前記波長を変化させるための温度制御を提供する、請求項１６に記載のファイバ増幅器システム。
  18. 前記制御デバイスは、前記増幅ビームの前記波長における変化に応答して、前記増幅ビームの前記波長を補正する、請求項１６に記載のファイバ増幅器システム。
  19. 前記制御デバイスは、前記ファイバ増幅器システムにおける構成要素の位置における変化に応答して、前記増幅ビームの前記波長を補正する、請求項１６に記載のファイバ増幅器システム。
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