国防科技大学前沿交叉学科学院, 湖南 长沙 410073
提出了基于2种新型子孔径形状的填充方案,相较于传统圆形子孔径正六边形排列填充方案,所提方案能获得更高的面积填充占比。通过评估相干合成的远场光束质量,权衡光束截断导致的能量损耗与占空比改善带来的光束质量提升,计算得到最优解。仿真结果表明,相比于圆形子孔径正六边形排列填充方案,所提2种方案能将远场桶中功率占比分别提升9.2%和13.9%。所提孔径填充优化方案对提高光纤激光阵列分孔径相干合成效率具有一定的指导意义。
激光光学 光纤激光阵列 孔径填充 占空比 截断系数 激光与光电子学进展
2019, 56(4): 041401
中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
建立了固体激光器矩形光斑光束合成的理论模型，对诺·格公司给出的2束、4束、8束合成实验结果进行分析，并通过数值模拟，得到了不同子束排列方式下合成光斑的远场图形。通过仿真模拟可以得出:排列结构影响远场光斑的形状；子束间距决定了合成光束远场光斑的衍射旁瓣的大小和多少。采用环围能量进行分析，研究了远场光斑中主瓣能量随激光阵列占空比的变化。结果显示，远场光束环围功率随子束间距的增大而逐渐下降，而且参与相干合成子束越多，下降越大。
固体激光器 光束合成 数值模拟 矩形光束 孔径填充 solid-state lasers beam combination simulation rectangle beam aperture filling
中国科学院 上海光学精密机械研究所,中国科学院空间激光通信及检验技术重点实验室,上海 201800
提出一种相干激光阵列合束孔径装填的新方法,采用逆达曼光栅及相位补偿原理将多束锁相相干的阵列激光合束装填为远场单一主瓣的光束,给出了相应设计方案,并进行了模拟相干激光阵列合束孔径装填的原理性演示实验。实验结果表明,这是一种实现高功率和高亮度激光的有效技术方案。逆达曼光栅用于相干阵列激光合束是基于远场衍射原理,阵列面和光栅面为严格的傅里叶变换关系,具有原理简单、性能稳定可靠的特点,能够控制输出光束尺寸及其远场光束宽度,对于发展紧凑型、轻量化和高光束质量的高功率激光器系统具有重要意义。
相干光学 相干激光阵列 相干合束 孔径装填 逆达曼光栅
国防科学技术大学 光电科学与工程学院,湖南 长沙 410073
光纤激光相干合成能够获得高功率、高光束质量的光束输出。目前国内对于相干合成技术的研究集中于各路激光的相位控制,即光束如何“相干”。而相干光束的“合成”,即如何提高相干激光阵列的填充因子,作为影响相干合成光束质量的一个重要因素,则较少受到关注。为了保证相干合成激光的光束质量,需辅以相应的孔径填充技术尽可能增大激光阵列的填充因子。跟踪国外近年来发展的孔径填充技术,如幅相转换、自成像波导、光束整形、衍射光学法、光束截断法等,并对每一种技术加以分析和评判。结果表明,光束截断法不需要复杂的光学设计,实施起来最为简单有效,有可能最终用于多路大功率光纤激光的合成。
光纤激光阵列 孔径填充 相干合成 光束质量 激光与光电子学进展
2010, 47(2): 021401
中国科学院上海光学精密机械研究所， 上海 201800
介绍了几种典型的激光阵列锁相和孔径装填技术，重点综述了国内外光纤激光阵列锁相和孔径装填技术的研究进展，最后对高功率高光束质量激光光源的应用和发展前景进行了展望。
光纤激光器 激光阵列 锁相 孔径装填
