定义
在多条激光线上发射辐射的激光源。
多线激光器（或多线激光器或多波长激光器）是发射具有多个光谱线的辐射的激光源 - 通常全部在单个激光束中，或具有单个光纤输出。 在某些情况下，发射同时发生在所有这些线路上，光功率分布稳定。 例如，对于显示应用或特殊照明目的，有RGB光源，发射红色，绿色和蓝色激光，可以视为三线激光器。 在其他情况下，只能在不同的线之间切换，即一次只能获得一条激光线。 另一种可能性（例如离子激光器的常见）是同时获得多条线，但功率分布不稳定。 在这里，多线操作本身并不是一个吸引人的功能，但可以实现最高的总输出功率。
在各种应用中，需要一种或另一种类型的多线输出，例如在光谱学（例如CARS），荧光显微镜，微波和太赫兹生成（通过节拍音符或差频生成）和通信以及医疗激光器的背景下。
在光纤通信的背景下，一个常用术语是波分复用。 在这里，不同的波长通道用于传输独立的数据流。
原则上，频率梳状源也可以称为多线激光系统，尽管这并不常见。
一种特殊且有些非典型的情况是引导光束叠加在主激光束上，例如在激光材料加工中。 这种装置通常不会被称为双线激光器。
在某些情况下，多线激光器是指具有与光谱无关的单条激光线，而是显示多条线的空间图案的激光器——通常使用某种光束整形器获得。 这种设备用作对准激光器。
光束参数
在涉及实质上不同的波长的情况下，问题在于如何选择光束参数以实现最佳空间重叠。 通常，对于沿光束的不同波长，人们更喜欢光束半径的恒定比率。 为了实现这一点，不同的波长分量需要将它们的光束聚焦在同一位置，并且它们都必须具有相同的瑞利长度。 这意味着波长较短的光束具有较小的光束半径。 这些条件可以自然地满足，例如，当所有辐射都在一个普通的体激光谐振器中产生时。
单激光器或多激光器
协同激光
原则上，可以使单个激光器同时在多条激光线上发射。 当可以实现级联激光跃迁中的协同激光时，这尤其有效。 然而，很少有激光跃迁与适合特定应用的波长的组合。
从单个起始电平进行多个激光转换
更常见的是，激光增益介质具有从常见的上激光水平开始的多个激光跃迁。 一个常见的例子是Nd：YAG，它表现出众所周知的1064-nm跃迁，但在946、1123、1319、1338、1415和1444 nm处也有额外的跃迁。 具有多条发射线的可见光激光器的一个例子是用于在红色（635 nm），橙色（605 nm），绿色（520 nm）和蓝色（491 nm）光谱区域发射的掺镨光纤激光器。
实现多条激光线之间的切换通常相对简单，至少当所有激光线的光谱分离很大时是这样。 通常，激光谐振器内部有一个色散光学元件（例如棱镜）和一个端镜，其角度对准可以改变。 对于该反射镜的一个特定设置，只有一个光谱分量将足够好地对齐以启用激光。
在多条激光线上同时操作可能难以实现，或者至少需要特殊方法。
另一方面，使用普通的上激光水平仪通常不容易在功率分布稳定的多条线上同时获得激光，因为这种激光线之间的竞争通常相当微妙。 激光通常更喜欢净增益最高的跃迁，即使增益差异非常小。 原则上可以使用某种稳定机制，例如每条激光线的非线性限制机制。 通常更实用的方法是在激光谐振器中使用色散光学元件，使得增益介质中的光束位置在某种程度上取决于波长。 这样，就可以避免不同生产线之间的竞争；增益介质的每个部分仅使用单个波长。 然而，大多数光学谐振器可以一起将所有光学元件制成，因此需要相对较少的光学元件，并自动获得输出端不同激光束的精确叠加。 相对光束指向波动通常非常微弱。
多增益介质
例如，可以构建固态体激光器，结合两个或多个不同的激光晶体，每个激光晶体都有不同波长的有源掺杂 - 所有这些都在一个具有适当激光反射率的通用激光谐振器中。 或者，有时可以使用包含多种掺杂剂的单个激光晶体。
理想情况下，所有波长通道都可以通过单个泵浦源提供服务。
非线性频率转换
一些多波长激光源利用某种非线性频率转换，例如倍频，并将倍频光与一些残余激光一起输出。 为了获得更紧密间隔的波长，可以使用一个或多个拉曼激光器。 通过光纤技术，可以实现产生多个波长输出的多级拉曼转换器。
光谱光束组合
另一种可能性是通过光谱束与单独激光器的输出相结合来实现多线激光器。 通过将这些光束和光束组合在一个外壳中，该设备基本上可以像单个激光器一样使用。 但是，必须确保不同光束的聚焦和对准准确稳定地排列。 这取决于应用程序在多大程度上这些要求是关键的。 它们可能并不重要，例如，如果不同的波长分量对于应用来说在空间上是分开的。
双波长激光二极管
也可以制造双波长激光二极管并上市。 然而，有些具有两个不同波长的不同激光二极管在单个半导体芯片上非常接近。 因此，它们的辐射不会表现出完全的空间重叠。 这些设备用于从不同类型的光学介质（如CD-ROM，DVD和蓝光光盘）读取数字数据。
在其他情况下，使用单个激光腔，并且具有针对不同波长的不同（单独泵浦）部分[4]。
激光二极管 + 光纤放大器
还有基于多个不同波长种子激光二极管的多线激光源和用于提高输出功率的光纤放大器。 这种方法允许具有完美空间重叠的高功率。 此外，它还在不同波长通道上的功率分配、波长调谐、不同通道的公共或单独功率调制等方面提供了高度的灵活性。 然而，这种方法仅限于所有涉及的波长都在某个有源光纤的放大带内的情况。
参考文献
[1] B. M. Walsh, “Dual wavelength lasers”, Laser Physics 20 (3), 622 (2010), doi:10.1134/S1054660X1005021X
[2] Q. Deng et al., “A dual-grating InGaAsP/InP DFB laser integrated with an SOA for THz generation”, IEEE Photon. Technol. Lett. 28 (21), 2307 (2016), doi:10.1109/LPT.2016.2592505
[3] C. Diboune et al., “Multi-line fiber laser system for cesium and rubidium atom interferometry”, Opt. Express 25 (15), 16898 (2017), doi:10.1364/OE.25.016898
[4] Y. Liu et al., “Dual-wavelength DBR laser integrated with high-speed EAM for THz communications”, Opt. Express 28 (7), 10542 (2020), doi:10.1364/OE.386014
[5] Y.-H. Cha et al., “80-W dual-wavelength green pulsed laser based on a Yb-doped rod-type fiber amplifier”, Appl. Phys. B 127, 78 (2021), doi:10.1007/s00340-021-07628-3
