半導體(ti) 激光器是指以半導體(ti) 晶體(ti) 材料為(wei) 工作物質的激光器，具有體(ti) 積小、壽命長、結構簡單、可與(yu) 集成電路單片集成等優(you) 點。早在1970年，美國Bell通訊實驗室的J.E.Ripper等就觀察到了2路GaAs激光通過倏逝波耦合產(chan) 生鎖相輸出的實驗現象。1975年，IBM公司的E.M.Philipp2Rutz利用倏逝波耦合實現了3路GaAs激光相幹合成，輸出功率達到了5W。1978年D.R.Scifres等實現了5路GaAs激光鎖相輸出。

　　進入20世紀80年代，半導體(ti) 激光陣列相幹合成技術進入了研究高潮期，倏逝波耦合，Talbot外腔耦合以及二元光學等技術的廣泛應用使得半導體(ti) 激光陣列得到了快速的發展。1994年，S.Sanders等利用Talbot外腔耦合獲得了144路二維半導體(ti) 激光鎖相輸出，激光功率為(wei) 1.4W。

　　由於(yu) 半導體(ti) 激光的自身特性，激光的相位可以由電流或電壓直接控製，無需輔助的相位控製器件。基於(yu) 主動相位控製的半導體(ti) 放大器陣列相幹合成也逐漸引起了人們(men) 的關(guan) 注。SDI公司的J.S.Osinski等實現了4路半導體(ti) 放大器相幹合成，輸出平均功率為(wei) #p#分頁標題#e#5W。原麥道公司的K.H.No等實現了100路，400路和900路半導體(ti) 放大器相幹合成，其中900路放大器相幹合成時總輸出功率為(wei) 36W，係統結構如圖6所示。值得說明的是，半導體(ti) 放大器相幹合成中控製的一般是靜態相位畸變，係統在初始化完成後，各路放大器的相位在幾天內(nei) 都不會(hui) 發生變化。

　　盡管單管半導體(ti) 激光器在輸出功率和光束質量等方麵與(yu) 其他類型的高能激光器相比沒有優(you) 勢，但是由於(yu) 半導體(ti) 激光器低成本、高效率、全固態、高可靠性等優(you) 勢，其在軍(jun) 事領域的應用前景還是被普遍看好。半導體(ti) 激光相幹合成的計劃至今仍在進行中，美國國防部高級研究計劃局(DARPA)近年來連續啟動相幹合成高功率單模發射器(COCHISE)和高能半導體(ti) 激光係統體(ti) 係結構(ADHELS)等項目，旨在通過大功率、高效率的半導體(ti) 激光陣列相幹合成產(chan) 生100kW量級的高亮度激光。

　　采用相位控製技術鎖定各路激光的相位是實現相幹合成的基本條件。相位控製技術可以分為(wei) 主動相位控製和被動相位控製兩(liang) 大類。回顧並分析相幹合成的發展曆史不難發現，在光纖激光發展成大功率器件及其相幹合成技術引起人們(men) 關(guan) 注之前，各國學者已經對包括氣體(ti) 激光、化學激光、半導體(ti) 激光、固體(ti) 激光在內(nei) 的各種類型激光光束相幹合成開展了深入的研究。但實驗結果在合成效率和數目可擴展性方麵的性能並不令人滿意。

　　對於(yu) 外腔能量耦合、倏逝波耦合、SBS光學相位共軛等被動相位控製技術，以CO2激光相幹合成為(wei) 例，Antyukhov等利用Talbot外腔能量耦合實現的61路激光相幹合成效率為(wei) 15%，Bahanov等利用腔內(nei) 空間濾波實現的55路激光相幹合成，在輸出功率為(wei) 7kW時合成效率約為(wei) 12%，最高的合成效率為(wei) #p#分頁標題#e#Vasil--tsov利用腔內(nei) 空間濾波實現的85路激光相幹合成，在輸出功率為(wei) 500W時合成效率為(wei) 40%。A.F.Glova等通過理論計算得出，被動相位控製相幹合成效率不超過50%。

　　在數目擴展方麵，大量實驗結果表明，隨著激光路數的增多，被動相位控製方案的鎖相效果降低，甚至不能實現鎖相輸出，相幹合成的效率也隨著激光數目的增多而下降。較為(wei) 常見的腔內(nei) 空間濾波被動相位控製在理論上就存在合成效率隨著激光數目增加而降低的不足。

　　另外，利用SBS相位共軛法實現化學激光、固體(ti) 激光輸出的理論和實驗結果表明，對光路對準近乎苛刻的要求以及激發產(chan) 生受激布裏淵效應需要的高功率密度阻礙了其向實用化的發展。

　　除此之外，由於(yu) 單台CO2激光器、化學激光器等本身結構就較為(wei) 複雜，對於(yu) 多路激光的被動相位控製，需要設計複雜的空間光路，實驗係統設計和工程施行難度較大。被動相位控製相幹合成還在係統複雜度、激光數目、合成效率等參數方麵尋求平衡的過程中。對於(yu) 主動相位控製相幹合成技術，在其發展前期由於(yu) 具備相位控製功能的能動器件在控製精度、響應速度及自動控製技術等都不滿足要求，因此沒有能夠向大數目、高功率的方向發展，停留在理論探討和概念性演示階段。

　　20世紀90年代進行半導體(ti) 激光放大器的主動相位控製取得了一定的實驗效果，但停留在校正靜態像差的層次。100路和900路放大器陣列合成功率為(wei) 7.9W和36W，遠不及工業(ye) 加工和戰術使用需要的量級。總體(ti) 說來，相幹合成技術取得的實驗結果沒有突破當時相應單鏈路激光的最大輸出功率，因此效果不甚明顯。