激光相干合成技术研究新动向讲解

光纤激光相干合成中倾斜和锁相同时控制的实验研究

（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７３，Ｃｈｉｎａ
第４２卷第６期
ＶＯ１．４２ＮＯ．６
红外与激光工程
ＩｎｆｒａｒｅｄａｎｄＬａｓｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
２０１３年６月Ｊｕｎ．２０１３
光纤激光相干合成中倾斜和锁相同时控制的实验研究
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
ｉｎｔｅｎｓｉｔｙａｎｄｈｉｇｈｂｅａｍｑｕａｌｉｔｙｌａｓｅａｖｅｆｒｏｎｔａｂｅｒｒａｔｉｏｎｓｎｄａｐｈａｓｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｅａｃｈ

光纤激光相干合成研究进展

１７０６９２—１
Ｒｅｖｉｅｗ
２０１８年，第４５卷，第３期
ＤＯｌ：１Ｏ．１２０８６／ｏｅｅ．２０１８．１７０６９２
光纤激光相干合成研究进展
耿超１，２，杨燕１，２，３，李枫１，２，黄冠１，２，３，李新阳，
Ｉ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中国科学院大学，北京１０００４９
ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｄａｐｔｉｖｅＯｐｔｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ６１０２０９，Ｃｈｉｎａ；。ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ６１０２０９，Ｃｈｉｎａ；
中式：耿超，杨燕，李枫，等．光纤激光相干合成研究进展［Ｊ］．光电工程，２０１８，４５（３）：１７０６９２
Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｆｉｂｅｒｌａｓｅｒｃｏｈｅｒｅｎｔ
ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ
ＧｅｎｇＣｈａｏ一，ＹａｎｇＹａｎ，一，ＬｉＦｅｎｇ，－，ＨｕａｎｇＧｕａｎ１，一，ＬｉＸｉｎｙａｎｇ
ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉ）ｉｎｇ１０００４９，Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｔｈｅｃｏｈｅｒｅｎｔｂｅａｍｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒｌａｓｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｉｎａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｔｈｉｓｔｅｃｈｎｉｑｕｅ’Ｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｓｐａｃｅｏｐｔｉｃａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｉｓｆｅｗ．Ｉｎｆａｃｔ，ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｍｕｌｔｉ—ａｐｅｒｔｕｒｅｒｅｃｅｉｖｉｎｇａｎｔｅｎｎａｂａｓｅｄｏｎｃｏｈｅｒｅｎｔｂｅａｍｃｏｍｂｉｎｉｎｇｃｏｕｌｄｂｅｅｍｐｌｏｙｅｄｔｏｃｏｒｒｅｃｔｔｈｅａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｅｆｆｅｃｔａｎｄｌｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｌｈｅｓｐａｃｅｏｐｔｉｃａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．Ｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ。ｔｈｅｒｅｃｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｃｏｈｅｒｅｎｔｂｅａｍＩｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒＩａｓｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｐｐｌｉｃａ－ｔｉｏｎｉｎａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｉｓｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｆｉｂｅｒ－ｂａｓｅｄｃｏｈｅｒｅｎｔｂｅａｍｃｏｍｂｉｎｉｎｇｉｎｍｕｌ— ｔｉ－ａｐｅｒｔｕｒｅｒｅｃｅｉｖｉｎｇｓｐａｃｅｏｐｔｉｃａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｒｅｐｏｒｔｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｃｏｈｅｒｅｎｔｃｏｍｂｉｎｉｎｇｂａｓｅｄｏｎ３－ｄＢｆｉｂｅｒｃｏｕｐｌｅｒａｎｄｔｈｅｃｏｈｅｒｅｎｔｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｉｎｇｂａｓｅｄｏｎｆｉｂｅｒｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｂｅａｍｃｏｍｂｉｎｅｒ，ｗｈｉｃｈｍｉｇｈｔｈａｖｅｇｒｅａｔｐｏｔｅｎｔｉａｌｉｎｓｐａｃｅｏｐｔｉｃａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｐａｃｅｏｐｔｉｃａｌｃＯｍｍｕｎｉｃａｔｉ０ｎｓ：ｍｕｌｔｉ－ａｐｅｒｔｕｒｅｒｅｃｅｉｖｉｎｇａｎｔｅｎｎａ；ｃｏｈｅｒｅｎｔｂｅａｍｃｏｍｂｉｎｉｎｇ；ｔａｒｇｅｔｉｎｔｈｅｌｏｏｐ

自然基金激光相干合成

自然基金激光相干合成全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：自然基金激光相干合成技术在近年来获得了广泛的关注和研究。

激光相干合成技术是通过将多个激光束合成一个相干的光束，实现更高的功率和更好的光束质量，从而提高激光器的性能和应用范围。

自然基金对激光相干合成技术的研究和发展提供了重要的支持，推动了该技术在科学研究、医学诊断、材料加工等领域的应用。

激光技术自问世以来，就以其独特的优势成为人们研究和应用的热点。

传统的激光器存在功率密度不足、光束稳定性差等问题，限制了其在一些应用领域的发展。

为了解决这些问题，科研人员提出了激光相干合成技术，通过合成多个相干的激光束，以实现更高功率和更好的光束质量。

自然基金作为支持科技研究和发展的机构，一直致力于推动激光技术的创新和发展。

在激光相干合成技术方面，自然基金资助了一大批优秀的科研项目，涉及激光器设计、光束合成算法、激光应用等多个领域。

这些项目在提高激光器功率密度、增强光束稳定性、拓展激光应用等方面取得了显著的成果，推动了激光相干合成技术的进步。

激光相干合成技术在科学研究领域有着广泛的应用。

在天文学领域，通过激光相干合成技术可以提高激光干涉测量的精度，帮助科研人员更准确地观测宇宙中的天体运动和结构，并推动天文学研究向更深入的方向发展。

在光谱学领域，激光相干合成技术可以实现光源的频率精密调控，为化学组成分析、材料表征等研究提供更可靠的实验手段。

除了科学研究领域，激光相干合成技术在医学诊断、材料加工、通信传输等领域也有着广泛的应用。

在医学诊断领域，激光相干合成技术可以提供更高分辨率、更快速的影像采集，帮助医生更准确地诊断疾病并制定治疗方案。

在材料加工领域，激光相干合成技术可以实现更高功率的激光切割、焊接等加工操作，提高生产效率和产品质量。

自然基金激光相干合成技术的研究和发展为激光技术的应用推动了重要的进步，拓展了激光技术在各个领域的应用范围。

未来，随着科研人员对激光相干合成技术的深入探索和创新，相信这一技术将在更多领域发挥重要作用，为人类社会的发展和进步贡献更多的力量。

利用外差法对激光相干合成技术中相位的研究与实现

ＰａｅｎｉｅｒｏｔｌｄｂＮＯ３ｐａｅｍｏｕａｏ．ＴｈｆｉｉｎｙｏｏｅｅｔｃｍｂｎｎｇｔｗｉｅａｏｅｈｓｏｓｓａｅｃｎｒｌｙＬｉｏｅｈｓｄｌｔｒｅｅｆｅｃｆｈｒｎｏｉｉｇｌｈｌｂｂｖｃｃｉｌ
ｉａｈｅｅ．ｔｅｗａｅｅｇｈｏｈｓｅｓｉａｏ０４ｎ＇ａｄｔｅｏｔｕｗｅｅｗｅｎ０～１０ｍＷ．ｓｃｉｖｄｈｖｌｎｔｆｔｅｍａｔｒｏｃｌｔｒｉ１６ｎｌｎｈｕｐｔｐｌｓｏｒｉｂｔｅｓ０
中图分类号：Ｎ４：Ｎ２Ｔ２２＂９９１１－文献标识码：Ａ
ＴｅｈｎｃｌＲｅｅｒｈｏｓｒＣｏｒｎｔＣｏｂｎｉｇｂｅｅｏｙｅｃｉａｓａｃｆＬａｅｈｅｅｍｉｎｙＨｔｒｄｎＬｏ，ＡＪｇ，ＵＮＬ— ｎＩＴＮｉ２Ｓｉｕ２Ｂｎｊ
保偏光路，相位调制器实时控制２路信号的相位差，从而实现整个实验系统的相干合成输出．系统实现闭环控制后，２路光纤
放大器的相位差为２的整数倍，出光强始终保持最强．输该相干合成方案简单易行，性能稳定．
关键词：纤激光器；纤放大器；干合成；差光光相外
（．ｏｌｅｆＣｍｍｕｉｔｎａｄＩｆｒａｉｎＥｇｎｅｉｇ，ｈｎｑｎｎｖｒｔ１ＣｌｇｏｅｏｎｃｉｎｏｍｔｎｉｅｒａｏｎｏｎＣｏｇｉｇＵｉｓｙｏｅｉｆ

2×2全光纤激光器阵列部分相干合成的实验研究

ＣｈｎｓａｅｙｏｃｅｃｓｉｅｅＡｃｄｍｆＳｉｎｅ，Ｘｉａ０１９，Ｃｈｎ；ｎ７１１ｉａ
２ｒｄａｅＵｎｖｒｉｆｔｅＣｉｅｅＡｃｄｍｙｏｃｅｃｓｅｉｇ１０４，Ｃｎ；．ＧａｕｔｉｅｓｔｏｈｈｎｓａｅｆＳｉｅ，Ｂｉｎ００９ｈａｙｎｊｉ
３ＸｍｍｕｉａｏｓＩｓｔｔ，ｉａ１１６ｈｎ）．ｉａＣｏｎｎｃｔｎｎｔｕｅＸ７００，Ｃｉａｉｉｎ
Ａｂｓｒｃ：Ｂｙｕｉｇｐｒｉｌｏｅｅｔｃｍｂｎｎｅｈｉｕ，ｂａｏｂｎｎｆａ２ｘ２ａｌｆｂｒｌｓｒａｒｙｔａｔｓｎａｔａｌｃｈｒｎｏｉｉｇｔｃｎｑｅｅｍｃｍｉｉｇｏｌｉｅａｅｒａｙ — ｗａｘｅｍｅｔｌｙｓｕｉｄｓｅｐｒｉｎａｌｔｄｅ．Ｔｈａｅｒａｏｉｔｄｏｗｏｉｏｅｅｔｌｓｒｇｏｐｓｅｌｓｒａｒｙｃｎｓｓｅｆｔｎｃｈｒｎａｅｒｕ．Ｅａｈｇｏｐｃｎａｎｄｃｒｕｏｔｉｅ
ｔｌ．ｂｒｌｅｓｗｉｒｈｓ．ｃｅｙｕｉｇｄｅｔｄｔａｉｅｆｎｍｅｏｒｕｈａｆｅｗｏａ．ｅｓｒｈｃｗｅｅｐａｅ１ｋｄｂｓｉｃｍｏｅｍｕｌｎｃｏｔｄｔｏｇｂｒ１ｉｆａｈ．ｏｎｒｕｊｉｈｈｉ
摘要：对２２全光纤激光器阵列的部分相干合成进行了实验研究。将四台全光纤激光器阵列分为ｘ

两路固体激光相干合成的实验研究

５４４３－４４．９（）：０６０３
ＭＡｃＨＡＶＡＲＩＥｆｃｏｈｓｒｉｅｆｃｉｎｎｈｇ－ｒｅｄｅｅｔｎｗｉｔａａｉｈｓｌｍｅｔ［］ＡｐｌｏｔＡＮＩＧ．ｆｔｆａｅｍｐｒｅｔｓｏｉｈｏｄｒｍｏｅｓｌｃｉｔｉｒｃｖｔｐａｅｅｎｓＪ．ｐｐ，ｅｐｏｏｈｎｙｅ
（．ｐｒｍｅｔｆｔａｎｌｃｒｎｃｇｎｅｉｇ１ＤｅａｔｎｉｌｄＥｅｔｉＥｎｉｅｒ，ＯｒｎｎｅＥｎｉｅｒｇＣｌｇ，Ｓｉａｈａｇ０００，ｈｎ；ｏＯｐｃａｏｎｄａｃｇｎｅｉｏｌｅｈｊｚｕｎ５０３Ｃｉａｎｅｉ
Ｔ０ＮｕＧＫＳＭＯＬＲＪＭ，ＡＡＳ，ｔ１ＣａｓｎｏｅｅｃＯｅｓｓＪ．Ｐｙｅ１９，５４：ＨＲＢＲ，ＬＥＲＪＲＨＩｅａ．ｈｏｄｃｈｒｎｅｎＣＨｌｌｅ［］ｈｓｖＥ，９７５（）ＲａｉｐｄａｒＲ
杨卓，：等两路固体激光相干合成的实验研究
・５７・
王冯肖
炜，何瑞，侯
兵，李
震，占空比对相干组束影响的实验研究［］等．Ｊ．中国激光，００３（）１Ｏ —１１．２１，７４：Ｏ７００
光，曹祥杰，尚卫东，光纤激光器高阶模式对相干合成特性影响分析［］激光技术，０９３（）５５５０等．Ｊ．２０，３５：５－６．静，姜宗福，光纤放大器阵列的远场特性研究［］物理学报，０７５（）４５－４５．等．Ｊ．２０，６８：５０５６

激光的相干性讲解课件

热效应等因素引起。
相干长度
激光的相干长度是指其光波在空间上保持相干的距离。当光波离开相干长度后，其干涉现象消失。
相干时间的计算
相干时间是通过测量激光的线宽和频率扫描范围计算得出的，它表示光波在空间上保持相干的时间长度。
03
激光的相干性测量方法
光的干涉仪器的使用
迈克尔逊干涉仪
可以测量激光的相干长度和多模特性。
激光的相干性通常由其光束质量决定，光束质量越好，相干性越高。
激光相干性的重要性
01
高相干性的激光束可以形成更窄的光束，具有更高的亮度，更远的传输距离和更好的聚焦性能。
02
在科学研究、工业生产、医疗等领域，高相干性激光束的应用非常广泛，如光学通信、光学传感、材料加工等。
激光相干性的应用领域
测等。
提高激光相干性的技术与方法
采用光学腔体
通过使用光学腔体，可以限制激光的模式，从而提高其相干性。
采用光学频率梳
光学频率梳可以产生具有高相干性的激光，其梳齿之间的间隔是确定的，这可以提高激光的相干
性。
采用光学相位调制
通过使用光学相位调制器，可以在激光中引入额外的相位变化，
从而提高其相干性。
光的偏振原理
光的偏振态
光波的电矢量相对于传播方向以一定方式振动的状态称为光的偏振态。
偏振片
通过偏振片，可以将自然光转化为偏振光，使光的振动方向沿着片子的法线方向。
光的双折射
当光通过某些晶体时，会沿着两个主轴方向产生折射，形成两束偏振光，这种现象称为光的双折射。
激光的线宽与相干长度
激光的线宽
激光的线宽是指其光谱线的宽度，通常由增益介质的不均匀性或
自相关函数法

双光束光纤激光器相干合成仿真及实验研究

双光束光纤激光器相干合成仿真及实验研究李发丹;郭会娜;孙建国;张兵;冯光【摘要】为了研究光纤激光器相干合成，采用光纤激光的相干合成数学模型仿真了双光束光纤激光相干合成的方法，模拟仿真了各类因素条件下高斯光束相干合成的功率分布，分析了不同参量条件下对合成效果的影响，并针对部分仿真结果进行了实验研究。

结果表明，双光纤激光空间距离为0mm，光束夹角为0°，偏振方向完全一致时，则相干合成效果最好。

%In order to study the coherent combination of fiber lasers , coherent combination method of dual-beam fiber laser was simulated by means of the mathematical model of coherent combination of fiber laser , the power distribution of the combined Gaussian beam was studied under different conditions , the effect of different parameters on the coherent combination was analyzed .After simulation and experimental verification , the results show that the best effect of coherent combination can be obtained when the space distance is 0mm, the beam angle is 0°and the po larization is identical .【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】6页(P509-514)【关键词】光纤光学;光纤激光器;相干合成;模拟仿真;实验【作者】李发丹;郭会娜;孙建国;张兵;冯光【作者单位】中国电子科技集团公司第二十七研究所，郑州450047;中国电子科技集团公司第二十七研究所，郑州450047;中国电子科技集团公司第二十七研究所，郑州450047;中国电子科技集团公司第二十七研究所，郑州450047;中国电子科技集团公司第二十七研究所，郑州450047【正文语种】中文【中图分类】TN248.1引言光纤激光器作为最先进的激光器早已出现，但是发展一直比较缓慢，一直到以双包层光纤为基础的包层抽运技术［1-2］出现后，光纤激光器输出功率才真正意义上从低功率发展到高功率输出，单根连续光纤激光器输出已经超过千瓦［3］，甚至IPG公司已经研发出了商业上万瓦的光纤激光器。

两路光纤激光器自组织相干合成实验研究

摘要：建立了两路光纤激光器自组织相干合成的理论模型，进行实验验证。结果表踢，过能量的并通相互注入，以实现光纤激光器的自组织相干合成，成效率达到９。当外界基本没有干扰时，场光斑为可合２远稳定、高对比度的干涉条纹．光器阵列输出模式为异相模，理论分析的结果一致；激与当外界环境存在轻微干扰
时，验出现条纹移动现象，出模式也不再是恒定的异相模。对外界干扰对自组织相干合成的影响进行了数实输值分析，果表明：界干扰的幅度与频率越大，柬激光的相位差的变化幅度与频率也就越大；结外两当外界干扰超过一定程度，柬激光之间的相位差将不能被锁定，终处于变化状态。两始关键词：光纤激光器；相干合成；自组织相干；激光器阵列；异相模；相位噪声
１理论模型
由于光纤激光器的固有特性，用单模光纤很容易实现单纵模横模运转，据文献［ —］对于能量互采单根５８，
相注入的光纤激光器，以用式（）（）可１～４来描述
ｄＥ
＿［Ｇ一Ⅱ Ｅ —ｘ］＋ｉＥ１一（）ｌＺ为光子在谐振腔内往返一次所需的时间；为上能级粒子的自发辐＂

一种实现半导体激光相干偏振合成的方法

一种实现半导体激光相干偏振合成的方法半导体激光相干偏振合成是一种用于产生高质量、高功率激光光源的方法。

它能够将多个激光光束合成为一个相干偏振激光光束，具有较高的光束质量和功率输出。

本文将介绍一种实现半导体激光相干偏振合成的方法，并分析其原理和应用。

我们需要了解激光相干偏振合成的基本原理。

半导体激光器是一种将电能转化为光能的器件，具有高效、小型化和可靠性好的特点。

然而，单个半导体激光器的功率输出有限，无法满足一些高功率激光应用的需求。

为了克服这一限制，可以将多个半导体激光器的光束合成为一个更高功率的光束。

实现半导体激光相干偏振合成的方法包括两个关键步骤：相干合成和偏振合成。

在相干合成中，需要保证多个激光光束的相位和频率相同，以确保光束的相干性。

在偏振合成中，需要将多个激光光束的偏振方向相同，以确保合成后的光束具有固定的偏振状态。

相干合成可以通过光学干涉的原理实现。

首先，将多个半导体激光器的光束通过光学系统进行耦合，使它们在同一位置重叠。

然后，通过控制激光器的工作电流或温度，调节激光器的频率和相位，使它们达到相干状态。

最后，将相干合成后的光束通过光学系统进行输出。

偏振合成可以通过偏振器件实现。

偏振器件是一种能够选择性地通过或阻挡特定偏振方向光的器件。

通过将多个偏振器件放置在光路中，可以将多个激光光束的偏振方向调整为相同的，从而实现偏振合成。

半导体激光相干偏振合成具有广泛的应用前景。

首先，它可以用于激光雷达、光通信和光存储等领域，实现高功率、高分辨率的信号传输和数据存储。

其次，它还可以应用于生物医学领域，如光学成像和激光治疗等，提高激光器的效果和安全性。

此外，半导体激光相干偏振合成还可以用于科学研究，如光学干涉、光谱分析和量子信息等，推动相关领域的发展。

总结起来，半导体激光相干偏振合成是一种实现高质量、高功率激光光源的方法。

通过相干合成和偏振合成，可以将多个半导体激光器的光束合成为一个相干偏振激光光束。

光纤激光器相干合成理论分析及模拟仿真

２基本原理
２１理论模型．
影响，单个光纤激光的最终输出功率受到限制，且
随着功率的增加光束质量变差。这就发展了相Ｊ干组束技术，将多个光纤激光器的输出光束进行相干合成是获得高功率、高光束质量激光的有效
途径，光纤激光器结构简单、体积小和使用灵活的特点易于进行相干组束合成。高功率光纤激光器
点～引。
１引言
随着以双包层光纤为基础的包层抽运技术的
本文在相干合成理论的基础上，建立了双光
束激光相干合成的高斯数学模型，并给出了高斯激光在空间传输的合成数学表达式，过ＭＴ通Ａ－
ＬＢ模拟不同参数条件下双光束激光相干合成强Ａ度分布情况，讨论了各参数变化对相干合成效果
第４期２００９年１２月
电
光
系
统
ＮＯ．４
ＥｌｃｒｎｃａｄＥｅｔ－ｐｉａｙｔｍｓｅｔｉｎｌｃｏｏｔｌＳｓｅｏｒｃ
Ｄｅ．２ｏｃ０９
光纤激光器相干合成理论分析及模拟仿真
冯光，李发丹，孙建国，占斌郭
ａｔｒｔｓｍｐｉｄａｉｎｒｑｅｃｎｉｔｎｉｉｒｕｉｎｏｏｂｅ—ｇｕｓｏｃｅｉｉ，ａｌｕｅｒｔａｄｆｕｎｙｏｎｅｓｙｄｓｂｔｆｄｕｌｓｅｔｏｅｔｔｉｏａｓｉｎ—ｂａｃｈｒｎｏｉｅｍｏｅｅｔｃｍｂ—
ｎｔｎｉｓｍｕａｅｗｉｆｃｓｏａａｔｒｆｔｅｄｕｌａｉｓｉｌｔｄ，ｔｅｆｔｆｐｍｅｅｓｏｈｏｂｅ—ｇｕｓｎ —ｂａｏｏｅｅｔｃｍｂｎｔｎｒｓｌｏｈｅｒａｓｉｏｅｍｎｃｈｒｎｏｉａｉｅｕｔｏｓａａｙｅｎｉｃｓｅ．ｎｓｄａｄｄｓｕｓｄｌＫｅｒｓＦｂｒＬｓｒｏｅｅｔＣｍｂｎｔｎ；Ｎｕｒａｉｌｔｎｙｗｏｄ：ｉｅａｅ；ＣｈｒｎｏｉａｉｏｍｅｉｌＳｍｕａｉｃｏ

高功率光纤激光相干合成关键技术

当系统的相位控制周期Ｔ＝ｔ。一ｌ。小于相位噪声的特征周期时，系统就可以通过循环执行上述算法完成各路光束问的相位锁定，实现多路光束的相干合成。由于单频抖动法在任一时刻只需要一路相位调制信号，因此信号处理器设计容易，实验简单．更易于走向实用。但是当进行大数量光束相干合成时，单频抖动法的串行工作模式会降低控制系统带宽，影响相干合成效果。基于此，本文在这一
ｆｏｒ
ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
ｏｆ
ｃｏｈｅｒｅｎｔ
ｂｅａｍ
ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｆｉｂｅｒｌａｓｅｒｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｉｂｅｒｌａｓｅｒ；ｃｏｈｅｒｅｎｔｂｅａｍｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ；ｐｈａｓｅ—ｌｏｃｋｉｎｇ；ｌａｓｅｒｂｅａｍｓｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｐｈａｓｅｍｏｄｕｌａｔｏｒ
技术基础之上提出了多、单抖动法混合控制锁相技术。
２．３多、单频抖动法混合控制锁相技术多、单抖动法混合控制锁相技术原理如图４所示，该方案的实验系统结构与图２和图３相同，只是控制算法有所差异。为了便于说明，将图４中的光束分为两组。第一、二路为第一组，第三、四路为第二组，各组采用单频抖动法合成。两组间采用多抖动法合成，即各组之间并行工作。这样，一方面缓解了多抖动法频率资源紧缺的困难，另一方面缓解了单频抖动法控制带宽随光束数量增加而下降的瓶颈。当合成光束数目增加到几十束甚至上百束时，这一锁相技术的优势将迅速凸显
Ｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｉｎｃｏｈｅｒｅｎｔ
ｂｅａｍｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈｐｏｗｅｒｆｉｂｅｒｌａｓｅｒ
ＭＡＹａｎｘｉｎｇ，ＳＩＬｅｉ，ＺＨＯＵＰｕ，ＷＡＮＧＸｉａｏｌｉｎ，ＺＨＡＮＧＫａｎ，ＺＨＡＯＨａｉｃｈｕａｎ，ＸＵ，Ｘｉａｏｊｕｎ，ＺＨＡＯｒｉｊｕｎ（Ｃｏｌｌｅｇｅ

两个光纤激光器的相干合成及其闭环控制

特别是近年来国际上发展的以双包层光纤为基础的包层泵浦技术为提高光纤激光器的输出功率提供了新的途径改变了光纤激光器只是一种小功率光子器件的历半导体泵浦的光纤激光器技术已经成熟其单根的输出功率可以达到光纤激光虽然可以通过上述技术提高输出功率但由于ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ到掺杂光纤的非线性效应光学损伤及热损伤等物理机制的限制大幅度地提高单个激光器的功率相当困难
１实验原理目前，已经有多种实现相位锁定的方案被提
出［７＿８］，这些方案大致可以分为主动的相干合成（要求快速的电路反馈系统［ｇ］）和被动的相干合成（依靠阵列中各个激光器之间的相互注人Ｌ１ｏＪ）。本文中，我们通过两个商用的保偏光纤放大器，采用并联主振荡一功率放大系统（Ｍ０ＰＡ），利用软件编程控制的方法，探讨光纤激光器相干合成技术的可行性。实验结构如图１所示。
光束的合成有两种方式，即相干合成和非相干合成。光束的相干合成，必须要精确控制激光器的相位，从而使输出光束相干。而非相干合成，阵列中每一个单元的波长或频率有微小差异，它们相互问没有空间的干涉效应产生，只是能量上的一种简单叠加，因此相位并不重要。光纤激光的非相干合成虽然也可以提高输出功率，且比常规固体或气体激光有优势，但相对于相干合成技术，其相干性差，应用受到很大限制。因此，研究光纤激光的组合相干叠加技术，以获得ｋＷ级以上的相干激光输出，是今后发展的一个重要方向。

光纤激光相干合成组束研究

真了光轴倾斜度对于相干效率的影响基于此探索性地提出了复合离轴扩柬聚焦的组柬方案，建立了理论模型，
得出了焦距、束腰、峰值功率之间的内在联系。并且与平行组束方案进行了对比和分析，讨论了各自的优缺点，
可以为后续的试验研究提供有力的理论支撑。
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激光多波长融合技术的研究与应用

激光多波长融合技术的研究与应用近年来，激光技术在各领域的应用越来越广泛，其中激光多波长融合技术成为了一个研究热点。

本文将从激光多波长融合技术的定义、优势、研究进展和应用领域等方面来探讨这项新技术。

一、激光多波长融合技术的定义激光多波长融合技术是将多种波长的激光通过光路控制技术融合在一起，形成一束具有复合光谱性质的激光束。

这种技术主要是通过一系列控制方法来使多个激光波长的光线共面聚焦于一点，从而使不同波长的激光光谱得以融合。

二、激光多波长融合技术的优势与传统激光技术相比，激光多波长融合技术具有许多优势，如：1. 扩大了激光的应用范围传统激光技术只能在单一波长下工作，而激光多波长融合技术可以将多种不同波长的激光融合在一起，从而扩大了激光的应用范围。

2. 提高了激光的输出功率激光多波长融合技术可以利用不同激光波长的特性，充分发挥各自的优势，从而提高激光的输出功率。

3. 增强了材料的加工效果激光多波长融合技术可以在不同波长之间切换，使材料受到多种波长的激光照射，从而增强了材料的加工效果。

三、激光多波长融合技术的研究进展目前，激光多波长融合技术在国内外的研究机构和大学都受到了广泛关注。

研究人员通过不断探索和实验，取得了一系列研究成果。

1. 多光束协作振荡技术多光束协作振荡技术是一种常用的控制方法。

该技术主要是通过控制多个激光振荡器之间的相互作用，从而实现不同波长激光的融合。

目前，该技术已经在深空通信等领域得到了应用。

2. 基于光纤放大器的多波长激光技术基于光纤放大器的多波长激光技术是一种新型技术。

该技术主要是通过光纤放大器对不同波长的激光进行放大，再将其融合成一束。

这种技术具有结构简单、功率可调等优点，目前已经在化学分析、医疗领域等有所应用。

3. 稳频反馈控制技术稳频反馈控制技术是一种当前比较先进的控制方法。

该技术主要是利用激光的干涉效应，通过反馈控制的方式实现不同波长激光的同步和融合。

该技术已经在军事和通信领域得到了广泛应用。

光电新材料合成方案最新进展介绍

光电新材料合成方案最新进展介绍光电新材料是指能够对光与电相互转换并具有特殊光电性能的材料。

随着科技的发展，光电新材料在能源、信息技术、光电器件等领域得到了广泛的应用。

为了满足日益增长的需求，科学家们不断研究新的合成方案，以提高光电新材料的性能和效率。

本文将介绍光电新材料合成方案的最新进展。

近年来，石墨烯作为一种新型的光电材料备受瞩目。

石墨烯具有超高的电导率和光吸收能力，同时具有优异的机械强度和柔韧性。

因此，研究人员一直致力于开发一种高效的石墨烯合成方案。

最新研究表明，化学气相沉积（CVD）是一种有效的方法来合成高质量的石墨烯。

该方法通过在金属表面沉积碳源并加热，使其在高温下形成单层石墨烯。

此外，还可以使用溶胶-凝胶法和烧结法来制备石墨烯材料。

这些方法都为石墨烯的大规模合成提供了新的途径。

除了石墨烯，有机光电材料也是当前研究的热点之一。

这些材料具有可调性强、可溶性好、制备简单等优点，被广泛应用于有机光电器件制备中。

在合成方面，最新的研究表明，有机小分子晶体材料可以通过浸渍、自组装和溶剂挥发等方式进行合成。

此外，也可以利用有机基团之间的化学键合来构建有机光电聚合物。

这些方法不仅简单高效，而且可用于大规模制备，为有机光电材料的应用提供了广阔的发展空间。

除了石墨烯和有机光电材料，钙钛矿太阳能电池是另一种备受关注的光电新材料。

钙钛矿太阳能电池具有高光电转换效率、低成本和易于制备的优点。

最新研究表明，钙钛矿太阳能电池可以通过溶液法、气相沉积和蒸铅法等多种方法来制备。

其中，溶液法是一种比较简单和经济的方法，可以通过改变反应条件和添加不同的添加剂来控制材料的形貌和结晶性能。

此外，还可以通过改变材料配比和界面工程来提高钙钛矿太阳能电池的性能。

此外，还有许多其他光电新材料合成方案的最新进展。

例如，碳点材料、过渡金属氧化物和量子点材料等都是当前研究的热点。

这些材料具有独特的光电性能，可以广泛应用于光催化、光电子器件等领域。

相干合成光源

相干合成光源
相干合成光源是一种通过合成多个相干光源来实现对光波场形貌调控的技术。

为了实现这一目标，相干合成系统通常需要具备以下三个要素：
1. 宽光谱的相干光源：系统需要一个至少覆盖一个倍频程的相干光源，以确保有足够的光谱宽度来进行有效的光波场调控。

2. 光谱振幅和相位的独立调节：系统需要能够单独调节每个通道的光谱振幅和相位，以便控制各个通道的光程，从而实现对合成光场的精确控制。

3. 准确的波形诊断：对合成后的光场进行准确的波形诊断是非常重要的，这可以确保光波场的形貌符合预期的设计要求。

此外，不同类型激光器的技术进步为相干合成提供了新的可合成光源，这些光源可以用于突破亮度提升的限制。

在激光粒子加速等领域，相干合成技术正朝着更多路数、更高功率的方向发展，这要求大数目多参数控制和高效光束合成等关键技术的进步。

综上所述，相干合成光源是一种高度先进的光学技术，它通过精确控制多个光源的光谱特性和相位关系，实现了对光波场的高度定制。

这种技术在科学研究和工业应用中具有重要的价值，尤其是在需要高精度光波场控制的领域。

随着相关技术的不断进步，相干合成光
源的应用前景将更加广阔。