Author Affiliations
Abstract
1 College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
2 School of Information and Communications, National University of Defense Technology, Wuhan 430035, China
3 Nanhu Laser Laboratory, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
4 Hunan Provincial Key Laboratory of High Energy Laser Technology, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
High-power ultrafast laser amplification based on a non-polarization maintaining fiber chirped pulse amplifier is demonstrated. The active polarization control technology based on the root-mean-square propagation (RMS-prop) algorithm is employed to guarantee a linearly polarized output from the system. A maximum output power of 402.3 W at a repetition rate of 80 MHz is realized with a polarization extinction ratio (PER) of > 11.4 dB. In addition, the reliable operation of the system is verified by examining the stability and noise properties of the amplified laser. The M2 factor of the laser beam at the highest output power is measured to be less than 1.15, indicating a diffraction-limited beam quality. Finally, the amplified laser pulse is temporally compressed to 755 fs with a highest average power of 273.8 W. This is the first time, to the best of our knowledge, that the active polarization control technology was introduced into the high-power ultrafast fiber amplifier.
active polarization control root-mean-square propagation algorithm linearly polarized laser chirped pulse amplification femtosecond laser fiber laser Chinese Optics Letters
2024, 22(4): 041403
1 国防科技大学前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
3 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410073
1 国防科技大学前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
3 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410073
1 国防科技大学前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
3 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410073
以19路、127路和919路激光相干阵列为模型，通过倾斜波前调控技术对阵列光场的子阵元施加倾斜相位控制，对倾斜可控阵列光场的大角度二维扫描特性进行了理论和实验研究。结果表明，所提出的方法可实现大视场范围内任意位置的单点扫描，同时得到能量分布均匀的二维连续扫描路径，实现特殊光场图案定制。此外，该方法具有扫描范围不受限制、扫描模式准连续以及衍射效率高等特点，在提升输出功率和扫描精度等方面具有优势。
激光光学 激光阵列 相干合成 倾斜调控 二维扫描 光场定制
1 国防科技大学前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
3 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410073
中国激光
2023, 50(24): 2416001
1 国防科技大学前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
3 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410073
由于自激振荡的限制，单级超荧光光纤光源的功率提升十分困难，目前仅达到百瓦量级。基于主振荡功率放大（MOPA）方案，使用1018 nm光纤激光级联泵浦1080 nm波段的超荧光，实现了6.2 kW高功率输出。最高功率下的光光转换效率为81.5%，没有出现横模不稳定（TMI），功率提升受限于受激拉曼散射（SRS）。
光纤光学 超荧光光源 高功率 级联泵浦 受激拉曼散射 横模不稳定 中国激光
2023, 50(22): 2215001
1 国防科技大学前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学信息通信学院，湖北 武汉 430035
3 国防科技大学南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
4 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410073
中国激光
2023, 50(19): 1916001
1 国防科技大学前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
3 国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室，湖南 长沙 410073
4 国防科技大学信息通信学院，湖北 武汉 430035
5 国防科技大学试验训练基地，陕西 西安 710106
主动相位控制光纤激光相干合成是突破单束光纤激光功率极限，实现更高功率输出，同时保持高光束质量的有效技术途径。本文结合国内外研究进展，介绍近20年来课题组在相关领域取得的代表性成果，并对未来发展方向进行分析研判。
光纤激光 相干合成 主动相位控制 光学学报
2023, 43(17): 1700001
1 国防科技大学前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
3 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410073
高精度光程控制是宽谱激光相干合成中的关键技术之一，是在一定光谱宽度条件下保持多路激光相干性的重要手段。为了保持各路激光之间的时间相干性，对于光谱宽度为10 nm量级的激光，光程差一般要控制在十几个波长以内。因此，为了实现宽谱激光的相干合成，除了对多束激光进行相位控制，还需要同步地对各路激光之间的光程差进行有效控制。本文研究了基于光谱滤波的相位与光程同步控制技术，利用放大自发辐射光源和中心波长为1064 nm的光纤带通滤波器产生光谱宽度为10 nm的光纤激光，通过光谱滤波的方式实现相位和光程的同步探测与控制，光程控制范围优于0.1 ps，相位控制残差<λ/16。该方法在高平均功率光纤激光相干合成中具有重要的应用价值。
相干合成 超短脉冲 光谱滤波 光程控制 光学学报
2023, 43(17): 1714008
1 国防科技大学 前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学 试验训练基地，陕西 西安 710106
3 国防科技大学 南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
光纤激光是20世纪以来国内的研究热点。国防科技大学在光纤激光方向的研究始于“十一五”期间，至今已有约15年的历程，取得了一系列同行认可的研究成果。学校光纤激光的研究主体依托于光学工程学科。光学工程学是学校的优势学科之一，近几轮学科评估中得到了很好的成绩，为光纤激光方面的研究提供了高水平的科研平台和人才队伍等；另一方面，光纤激光的发展也受益于学校学科门类比较齐全的优势和在学科交叉方面的有益探索与实践。文中从学科交叉视角，梳理学校光纤激光学科方向与电子、材料、控制、智能、纳米等学科方向交叉取得的若干重要突破，从科研范式演进、学科主体驱动、应用需求牵引和科教融合发展等四个方面分析交叉科学研究和交叉学科建设面临的机遇。
光学工程 学科交叉 光纤激光 相干合成 脉冲激光 optical engineering interdisciplinary fiber laser coherent synthesis pulsed laser 红外与激光工程
2023, 52(6): 20230334
