激光相干合成的研究进展

基于相干合成的新型高能激光体系结构是高能激光技术发展的重要方向.报道利用主动相位控制和自组织相干实现多路光纤放大器以及光纤-板条混合放大链路相干合成的最新实验结果.     

光学相控阵技术发展概述

截至目前,光学相控阵技术已经发展了70多年,针对不同的应用方向,发展出了液晶、MEMS、光波导、相干合成等多种器件和技术方案,在激光雷达、空间光通信、高亮度激光产生、合成孔径探测等应用领域获得了初步应用。光学相控阵技术通过对光束阵列中单元光束相位的控制,从而实现阵列光束等相面的重构或精密调控,具有系统体积质量小、响应速度快、光束质量好等优点。首先介绍了光学相控阵的工作原理,然后从激光发射和远距离成像两方面对几种主流相控阵技术的发展现状、应用方向及发展趋势进行了综述,最后给出了笔者的一些思考与建议。     

基于输出光纤为50μm的7×1光纤功率合束器实现大于14 kW的高光束质量光纤激光合成

正由于单路光纤激光器受非线性效应、热效应、模式不稳定等多种因素的影响,进一步提升其输出功率存在较大技术挑战。光纤功率合束器可将多个中等功率的光纤激光器进行功率合成,以获得更高功率的光纤激光输出。国防科技大学于2015年基于自研的、输出光纤为100μm和50μm的7×1光纤功率合束器分别实现了大于6kW的光纤激光合成输出,又于2016年基于自研的、输出光纤为100μm     

基于同带抽运的4 kW级窄线宽全光纤放大器

正受限于热效应、非线性效应、抽运源亮度等因素,单路光纤激光功率提升能力有限。相干合成和光谱合成是获得更高功率输出且同时有望保持良好光束质量的有效方案。相干合成/光谱合成系统要求其基本单元模块——单路光纤激光窄线宽输出。然而,受限于受激布里渊散射(SBS)和热致模式不稳定(TMI)的双重影响,该类光纤光源的功率提升是国际公认的研究热点和难点。2016年,本课题组利用级联正弦相位调制抑制     

超短脉冲光纤激光相干合成(特邀)

相干合成技术能够突破单路激光的功率和脉宽极限,实现超高功率、超短脉宽的脉冲激光输出。介绍了超短脉冲光纤激光空域、时域和频域相干合成的基本原理和关键技术。综述了空域、时域和频域相干合成系统及其关键技术的研究现状,梳理了超短脉冲光纤激光相干合成的发展趋势,为相关技术的发展提供参考。     

113W主振荡功率放大结构1018nm全光纤激光器

高亮度抽运源和有效的热管理方案是实现高功率光纤激光输出的关键。受限于目前高亮度激光二极管的制造工艺水平,由激光二极管直接抽运的掺镱光纤激光器输出功率一直停留在千瓦级水平。采用1018nm光纤激光对掺镱光纤进行同带抽运,可在提高抽运源亮度的同时降低掺镱光纤内的热负荷,被公认为是进一步提升掺镱光纤激光器输出功     

光纤激光相干合成中倾斜波前控制的研究进展

相干合成是获得高功率、高光束质量激光输出的有效方法之一。在光纤激光相干合成中,各路激光的活塞相差、倾斜波前和光束拼接方式直接影响合成光束的质量。各个单元光束波前的倾斜误差对合成的效果有重要影响,因而倾斜波前控制具有重要的意义。详细介绍了液晶空间光调制器、高速倾斜镜和光纤自适应准直器等常用的倾斜控制器件,对比目前用于倾斜波前控制的不同方案,分析了各方案的优缺点。并对光纤激光相干合成中倾斜波前主动控制的发展进行了总结和展望。     

全光纤结构掺铥光纤激光器实现百瓦级高功率输出

2μm波段光纤激光在医疗、激光雷达以及非线性频率转换等领域具有重要的应用价值,成为各国研究的热点。全光纤结构具有易于系统集成、热管理简单以及更具实用性的特点,越来越受到人们的广泛关注。国外采用全光纤振荡主功率放大(MOPA)结构已经获得了千瓦级高功率输出,且百     

激光相干偏振光束合成技术的研究进展

激光相干偏振光束合成是近几年光束合成领域的热点。综述了国内外关于相干偏振光束合成的研究方案,对几种典型的方案进行了分析和评价。研究表明,基于主振荡功率放大(MOPA)结构的相干偏振光束合成方案有同时获得大功率、高光束质量的可行性,并且易于扩展。     

光纤激光相干合成中倾斜和锁相同时控制的实验研究

光纤激光的相干合成是获得高能量密度、高光束质量激光输出的有效方法之一。在相干合成中,各个单元光束的倾斜波前畸变和活塞相位误差对合成的效果具有重要影响。搭建了两路光纤激光相干合成系统,利用光纤自适应准直器和相位调制器对相干合成中倾斜波前畸变和活塞相位误差进行校正。实验系统以高速相机采集的光斑数据作为评价依据,通过计算机程序进行控制,控制算法为随机并行梯度下降算法。在倾斜和锁相控制前,合成光斑的条纹对比度为0.03,桶中功率为8.03;在倾斜和锁相控制后,合成光斑的条纹对比度达到了0.59,桶中功率达到了32.89,说明实验中倾斜和锁相控制显著提高了相干合成的效果。