电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 成都 610054
设计了一种双相位峰值电流模控制、具有大负载能力的降压稳压芯片。通过双相位的工作, 保证了芯片在重载下具有较高的效率。同时, 为了防止在轻载下两个相位的工作引入额外的开关损耗, 提出了一种轻载模式。通过利用电流模控制模式中电压环路内误差放大器产生的控制电压来检测实际负载的大小, 实现相位的切换以及在更低负载下的断续导通降频工作模式。基于035 μm BCD工艺进行仿真设计。仿真结果表明, 在输入电压12 V, 输出电压1 V, 开关频率500 kHz, 最大负载20 A下, 与传统单通道峰值电流模比较, 重载20 A下的效率可以提升3个百分点, 轻载05 A下的效率可以提升10个百分点。
开关电源 峰值电流模 双相控制 轻载模式 switching power supply peak current mode dual-phase control light load mode
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
Author Affiliations
Abstract
1 College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
2 Nanhu Laser Laboratory, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
We experimentally demonstrated a cascaded internal phase control technique. A laser array with 12 channels was divided into three sub-arrays and a stage array, and phases of the sub-arrays and the stage array were locked by four phase controllers based on the stochastic parallel gradient descent (SPGD) algorithm, respectively. In this way, the phases of the whole array were locked, and the visibility of the interference pattern of the whole emitted laser array in the far field was . In addition, the technique has the advantage of element expanding and can be further used in the high-power coherent beam combination (CBC) system due to its compact spatial structure.
coherent beam combining laser array cascaded control internal phase control Chinese Optics Letters
2023, 21(8): 081402
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 高能激光技术湖南省重点实验室,湖南 长沙 410073
光纤激光阵列相位调控技术既可以突破单路光纤激光功率提升瓶颈,也是高功率特殊光场生成的有效途径之一。随着人工智能技术的迅速发展,将先进的智能算法引入激光阵列系统的控制模块中有望实现闭环相位控制能力的提升。综述了近年来基于机器学习的光纤激光阵列相位控制技术的最新研究进展,并对机器学习赋能光纤激光阵列相位调控的发展趋势和挑战进行了展望。
激光光学 光纤激光 阵列激光 机器学习 相位控制 中国激光
2023, 50(11): 1101010
强激光与粒子束
2023, 35(4): 041008
1 中国科学院计算光学成像技术重点实验室, 中国科学院空天信息创新研究院, 北京 100094
2 中国科学院大学, 北京 100049
超表面是一种人工制造的亚波长结构阵列平面, 重量轻, 易集成, 可实现多种功能, 被广泛应用于诸多领域。 传统光谱成像系统依赖于色散元件及光程累积相位差实现不同波长的色散与聚焦, 无法满足系统集成化需求。 不同于传统光学元件依赖电磁波在介质中传播累积相位差, 超表面依靠界面相位变化来进行相位调控, 可实现十分轻薄的光学系统。 研究传输相位型超表面, 使用时域有限差分算法(FDTD算法)优化单元结构。 将超表面引入光谱成像系统中, 通过优化亚波长结构尺寸, 进行结构排布, 开展超表面光谱成像系统研究, 实现多波长色散与聚焦独立调控。 利用该方法, 扫描不同单元结构参数对相位的影响, 依照聚焦的相位分布针对不同波长设计对应的位相分布, 仿真实现了一个波段范围为510~720 nm, 焦距为2 mm, 谱段数为八个的超表面多光谱成像系统。 通过电磁仿真软件FDTD solutions和数据处理软件计算全模结构电场的远场分布, 并分析了系统的成像性能。 相比于传统光栅或棱镜分光结构, 超表面光谱成像系统可有效减小系统体积, 其超轻、 超薄、 便携特点解决了现有光谱成像系统的应用局限性, 为小型化、 轻量化光谱成像系统的研制提供了一种新的解决方案。
光谱成像 超表面 光学器件 相位调控 Imaging spectrometer Metasurface Optical device Phase control
1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光传输与探测技术重点实验室,上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心,北京 100049
3 中国科学院上海光学精密机械研究所航天激光工程部,上海 201800
随机并行梯度下降(SPGD)算法是一种应用广泛的最优化算法,在光学相控阵的多光束相位调控中具有重要作用。常规的SPGD算法在光学相控阵单元数目较大的应用场景下存在着迭代步数多、收敛速度慢等缺陷。为此提出了一种分级SPGD算法,将多光束进行分级,通过在多级使用SPGD算法对光束的调控来实现快速收敛和稳定维持。介绍了该算法的理论模型和流程,运用数值仿真的方式与传统算法进行了性能比较,结果表明,分级SPGD算法能够在大规模光学相控阵中显著提高收敛速度。搭建了光学相控阵实验系统进行分级SPGD算法的原理和可行性验证,在不同光束数目条件下实现了分级SPGD算法的闭环锁相,验证了算法的优越性,结果显示分级算法在32路光束时可以将迭代次数降低到常规算法的59.6%。
激光光学 光学相控阵 分级随机并行梯度下降算法 相位调控
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Space Laser Communication and Detection Technology, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Department of Aerospace Laser Engineering, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
An optical phase locking method based on direct phase control is proposed. The core of this method is to synchronize the carrier by directly changing the phase of the local beam. The corresponding experimental device and the supporting algorithm were configured to verify the feasibility of this method. Phase locking can be completed without cycle skipping, and the acquisition time is 530 ns. Without an optical preamplifier, a sensitivity of is obtained, and the bit error rate is for 2.5 Gbit/s binary phase-shift keying modulation. The measured standard deviation of the phase error is 5.2805°.
space coherent laser communication direct phase control optical phase-locked loop IQ modulation Chinese Optics Letters
2022, 20(6): 060601