强激光与粒子束
2023, 35(4): 041011
1 西安电子科技大学通信工程学院, 陕西 西安 710071
2 西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
针对激光束快速扫描需求,研究基于光纤相控阵的多光束扫描。采用“先校正后扫描”方式,利用高速铌酸锂相位调制器,基于随机并行梯度下降算法,研制了相位控制电路系统,构建了1×16路光纤相控阵原理实验系统,进行了光束相干合成与多光束扫描实验。测试结果表明,算法单次迭代时间不超过10 μs,相干合成光束主瓣光强峰值旁瓣比达24.7 dB(理论极限26.4 dB),扫描范围与理论值吻合。该16路光纤相控阵系统在实现高质量相干合成的同时,还可实现500 kHz相干合成光束扫描。
激光光学 光纤相控阵 光纤激光 光束扫描 相干光束合成 相位调制器 中国激光
2021, 48(17): 1705001
1 江苏师范大学 物理与电子工程学院 江苏省先进激光技术与新兴产业协同创新中心江苏省先进激光材料与器件重点实验室, 江苏 徐州 221116
2 深圳大学 光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室, 广东 深圳 518060
随着高功率超快光纤激光器的迅速发展, 时分复制脉冲放大技术近年来获得了广泛的关注。时分复制脉冲放大技术可以通过双折射晶体组或自由空间时延来实现。将时分复制脉冲技放大技术与啁啾脉冲放大、空间分束和光子晶体光纤放大等技术相结合, 运用于相干光束合成和非线性压缩, 可以提升超快光纤激光器的脉冲能量和峰值功率。文中对时分复制脉冲放大技术在超快光纤激光器中的最新研究进展进行了详细综述, 重点分析了时分复制脉冲放大技术在相干光束合成应用中的不同系统结构, 并对时分复制脉冲放大技术的优化和发展方向进行了展望。
时分复制脉冲放大 相干光束合成 非线性效应 divided pulse amplification coherent beam combining nonlinear effect 红外与激光工程
2018, 47(8): 0803010
电子科技大学 光电信息学院, 四川 成都 610054
综述了液晶光学相控阵器件在高功率激光应用方面的研究进展。从器件的实现原理出发, 阐述制约器件在高功率应用的原因, 并基于器件的多层结构, 着重介绍了各个功能膜层对高功率激光的耐受情况, 并详细介绍透明导电层、配向层、液晶层的最新研究进展; 同时, 针对器件工作模式和散热结构对高功率的约束关系进行详细分析, 并综述相关的研究进展。
高功率激光 光学相控阵 光束合成 液晶 high power laser optical phased array beam combination liquid crystal 红外与激光工程
2018, 47(1): 0103006
概述高平均功率光纤激光技术基础领域的最新研究成果,阐明高平均功率光纤激光的技术进步与谐振腔、模式、非线性效应等基础科学问题深度发展的相互促进过程,给出本系列论文的写作思路。
光纤激光 谐振腔 模式 非线性效应 光束合成 光子暗化 光纤熔融 fiber laser oscillator cavity mode nonlinear effect beam combining photon darkening fiber fuse 强激光与粒子束
2017, 29(10): 100201
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点研究室, 吉林 长春 130033
锑化镓基半导体激光器发光波长为1.8～4 μm, 因为具有体积小、重量轻和电流驱动等优势, 应用范围很广.但是单管激光器并不能提供满足实际应用的激光功率, 因此需要将已经成功应用于近红外半导体激光器的光束合成方法移植到中红外波段.在各种光束合成方法中, 高效率的光束整形都是重要基础.展示了一种采用多只单管半导体器件的高效率光束整形方法, 并在实验中实现了1.94 μm波长1.93 W连续光功率输出, 整形效率高于90%.这个光束整形方法可以用于构建更复杂的光谱或相干光束合成.
中红外 半导体激光器 光束整形 光束合成 mid infrared diode laser beam shaping beam combination
1 中国工程物理研究院流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
3 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
根据夫琅禾费衍射理论，建立了7路和37路光纤激光相干光束合成(CBC)模型，仿真模拟了不同占空比、不同倾斜角度情况下，合成光束在远场的强度分布和光束质量，分析了倾斜角度、占空比以及合成路数对CBC 远场光束质量的影响。仿真结果表明: 随着子光束倾斜角度的增大，远场艾里斑内的光强逐渐减小，合成效果变差；随着合成子束的增多，远场桶中功率(PIB)随倾斜角度的增大下降加快，显示出了倾斜相差随合成路数增加具有一定的累积效应，要提高相干合成的效果，必须同时控制倾斜相差和活塞相差。
激光光学 光束合成 激光阵列 中国激光
2015, 42(11): 1102003
1 中国科学院自适应光学重点实验室, 四川 成都 610209
2 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
3 国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
大功率光纤激光光束合成系统中，由装调误差、热形变效应等引起的光束大指向误差会影响合成效果，并可能对光束合成系统造成严重危害。搭建了2 路百瓦量级自适应光纤准直器的光束指向操控实验平台，分别利用基于可变桶中功率评价函数和基于合成光束发散角评价函数的随机并行梯度下降控制策略校正了合成光束间的大指向误差，实现了功率200 W 的非相干合成，为大指向误差下的大功率光纤激光合成提供了参考。
光纤光学 光纤激光 光束合成 指向误差 自适应光纤准直器 随机并行梯度下降算法 中国激光
2015, 42(10): 1005001
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院半导体研究所, 半导体材料科学中科院重点实验室, 北京 100083
为获得能满足实际需要的高光功率输出，可以将已经成功应用于近红外波段半导体激光器的合束技术移植到量子级联激光器。讨论了量子级联激光器件的共水平面布局设计，这种设计有利于实现稳定可靠的室温连续工作；在量子级联激光器单管器件整形实验中，获得了光束质量因子M2优于2.3 的准直光束；在高效率光束合成的实验中获得了85%的合束效率。
激光光学 光束合成 高效率 量子级联激光器
1 中国工程物理研究院流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
3 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
4 p中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
将一种改进的变增益系数自适应随机并行梯度下降(SPGD)控制算法应用到大阵列光纤激光相干合成中，计算不同增益系数对算法收敛速度的影响程度，分析判断该方法的控制带宽、控制时间与合成光束质量、合成路数的关系以及其应用于大规模阵列相干合成的可行性。计算结果显示，在7束光纤激光相干合成中，该方法由于采用了变增益系数的控制策略，相比于传统的固定增益系数SPGD 算法，具有收敛速度快、控制带宽高、适用于多组束光纤激光相干合成等优点。将该方法应用在37束、91束和100束光纤激光阵列锁相中，也得到了快速的收敛效果，采用自适应SPGD 算法分别将收敛速率提高了37.8%、63.8%和75.0%，说明该方法在合成路数较大时优势更加明显，进一步表明其具备向大阵列光束相干合成扩展的潜力。
相干光学 光纤激光器 光束合成 激光阵列
