多孔径激光阵列相干合束是获得高功率、高亮度激光束的有效方法。为了设计更有效的多孔径激光阵列相干合成系统, 主要分析了三光束“品”字形、七光束六角形、十九光束大六角等工程应用中的典型激光阵列排布模式对合成功率的影响, 并基于MATLAB模拟了不同阵列排布情况下的激光相干合成情况, 讨论光束排列的位置误差、发射光束光轴角度偏移误差以及各个相干合成阵列激光器之间的活塞相位误差对合成效率的影响。结果表明, 不同的激光阵排布在观察位置处的光强分布差别很大；各光束之间的角度偏差越小, 初始相位差越小, 相干合成的效率越高。这些结果将对于指导设计多孔径激光阵列相干合成系统有重要意义。
衍射 多孔径 激光阵列 排布模式 合成效率 diffraction multi-aperture laser beams array arrangement pattern combination efficiency
激光相干合成技术是目前最常用的实现高功率激光输出的方式, 各路光束间的相位不一致是影响相干合成效果的重要因素。研究了用于控制相位的SPGD算法, 探讨了SPGD算法的参数优化方法, 提出了一种自适应增益策略, 并通过仿真分析了固定增益和自适应增益算法的收敛速度、收敛精度。仿真结果表明, 通过算法参数的优化选取和自适应增益方法, 能够将算法的收敛速度提高12.7%, 收敛精度提高0.23%, 得到了较好的收敛效果。
激光技术 随机并行梯度下降算法 光纤激光阵列 相干合成 自适应增益 laser techniques stochastic parallel gradient descent algorithm fiber laser array coherent beam combination adaptive gain
中国南方工业研究院探测与对抗技术研究所, 北京 102209
大功率光纤激光器受制于单光纤输出的非线性效应,需要将多个光纤激光器组成光纤激光器阵列进行光束合成,以形成单束聚焦光束,并保证光束在湍流大气中长距离传输后仍可获得高功率、高光束质量的激光输出。以19束激光阵列相干合成系统为例,定量地分析了光束截断因子、角度抖动、湍流传输等因素对相干合成光束的影响,仿真研究了19束激光相干合成的阵列光束的相干传输过程及其在自由空间中的传输特性,用以指导实际激光阵列相干传输系统的建立与运行。
光纤光学 激光阵列 大气湍流 合成效率 衍射 激光与光电子学进展
2019, 56(11): 110601
北京理工大学信息科学技术学院光电工程系, 北京 100081
建立了半导体抽运的高功率掺镱双包层光纤放大器实验系统,对放大器中的频率上转换发光现象进行了理论和实验研究,分析认为实验中由光纤侧面和两端观测到的绿色荧光是处于激发态的Yb3+相互作用,同时湮没而产生的合作荧光。分别对光纤放大器信号端和抽运端输出的荧光谱进行了测量,将实验谱线与理论计算得到的合作发光谱进行了对比分析。研究了信号光和放大自发辐射对上转换发光的影响,根据速率方程推导出荧光强度与抽运功率之间的理论关系表达式,同时通过实验获得了荧光强度与抽运功率的关系曲线。
光纤放大器 掺镱 频率上转换 合作荧光
北京理工大学信息科学技术学院, 北京 100081
演示一种双频激光位移探测系统, 阐述光载波激光雷达的概念。由单块非平面环形腔固体激光器和声光调制器产生100 MHz载波频率的双频激光束, 作为探测光束, 经过光路收发系统, 探测位于电动导轨上目标的位移变化, 信号处理部分采用高速光电探测器响应后信号的电子外差解调方式, 位移量的获得通过高频锁相放大器解算参考光束与信号光束的相位差并计算获得。通过双频激光把光学外差探测变为了电子外差探测, 系统重复误差小于3%。系统在利用无线电雷达信号处理方式的同时, 保留了激光探测的优点, 位移测量系统具有良好的重复性。
光学测量 激光雷达 双频激光探测 拍频 外差
