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高能激光光束质量通用评价标准的探讨 被引量：40
1
作者 刘泽金 周朴 许晓军 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期773-778,共6页
激光光束质量评价是激光光学中的一个经典问题。目前国内外研究人员已经提出多种光束质量评价因子并加以利用,但是对于激光光束质量一直没有统一的评价标准和规范的测量方法。特别是近年来激光相干合成技术得到了迅猛发展,合成后光束质... 激光光束质量评价是激光光学中的一个经典问题。目前国内外研究人员已经提出多种光束质量评价因子并加以利用,但是对于激光光束质量一直没有统一的评价标准和规范的测量方法。特别是近年来激光相干合成技术得到了迅猛发展,合成后光束质量的评价也缺乏统一的评价方案。本文对已有的各种光束质量因子进行简单评述,并引入光束传输因子(BPF)作为高能激光光束质量通用评价标准。详细介绍了BPF的物理本质与测量方法,并通过模拟计算对其用于评价单束激光和相干合成光束的普适性进行分析。结果表明,BPF具有物理概念明晰、测量方便、通用性强等优势,适合于评价高能激光光束质量。 展开更多
关键词 高能激光 光束质量 评价标准 相干合成
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激光相干合成的研究进展:2011—2020 被引量：34
2
作者 周朴 粟荣涛 +4 位作者 马阎星 马鹏飞 吴坚 李灿 姜曼 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期26-53,共28页
本文回顾了过去10年激光相干合成领域取得的重要进展,总结了可合成激光模块性能提升的标志性成果,梳理了相干合成使能技术取得的重要突破,展示了不同类型激光相干合成取得的成果及其多样化应用,并对激光相干合成领域的发展进行了展望。
关键词 激光器 相干合成 高能激光 光纤激光 固体激光 半导体激光
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深空通信天线组阵关键技术及其发展趋势 被引量：33
3
作者 姚飞 匡麟玲 +1 位作者 詹亚锋 陆建华 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2231-2238,共8页
天线组阵是未来深空通信中的重要发展方向之一。本文介绍了天线组阵的发展历程,重点讨论了组阵中的关键技术,包括阵址选择、阵元口径和数量设计、阵构型设计以及信号处理的方法,分析了上述技术对组阵性能的影响。最后,探讨了天线组阵的... 天线组阵是未来深空通信中的重要发展方向之一。本文介绍了天线组阵的发展历程,重点讨论了组阵中的关键技术,包括阵址选择、阵元口径和数量设计、阵构型设计以及信号处理的方法,分析了上述技术对组阵性能的影响。最后,探讨了天线组阵的发展趋势。 展开更多
关键词 深空通信 天线组阵 相干合成 误差消除
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三路光纤放大器相干合成技术的实验研究 被引量：30
4
作者 肖瑞 侯静 +1 位作者 姜宗福 刘明 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期6464-6469,共6页
实验上实现了三路保偏光纤放大器稳定的锁相控制,达到相干合成的输出目的.介绍了实验方案,详细阐述了相位检测与控制的方法并以一路信号光为例给出了相位噪声的测量结果.最后给出了相干合成的远场图样并对其影响因素加以简单分析.实验表... 实验上实现了三路保偏光纤放大器稳定的锁相控制,达到相干合成的输出目的.介绍了实验方案,详细阐述了相位检测与控制的方法并以一路信号光为例给出了相位噪声的测量结果.最后给出了相干合成的远场图样并对其影响因素加以简单分析.实验表明,利用提出的方案增加相干合成的路数是可行的. 展开更多
关键词 光纤放大器 相干合成 锁相
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高功率光纤激光相干合成的现状、趋势与挑战 被引量：32
5
作者 王小林 周朴 +5 位作者 粟荣涛 马鹏飞 陶汝茂 马阎星 许晓军 刘泽金 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期3-28,共26页
光纤激光相干合成是突破单路光纤激光功率极限和实现更高输出功率的有效技术方案,是传统高功率激光系统走向激光相控阵高功率光纤激光系统的重要基础。介绍了高功率光纤激光相干合成的系统结构,并指出了主要研究对象和关键技术;介绍和... 光纤激光相干合成是突破单路光纤激光功率极限和实现更高输出功率的有效技术方案,是传统高功率激光系统走向激光相控阵高功率光纤激光系统的重要基础。介绍了高功率光纤激光相干合成的系统结构,并指出了主要研究对象和关键技术;介绍和分析了光纤激光相干合成的国内外相关研究现状和发展趋势;分析了光纤激光相干合成面临的主要技术挑战。 展开更多
关键词 激光光学 光纤激光 相干合成 相位控制 激光相控阵 相干放大网络
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光纤激光器的相干合成技术 被引量：28
6
作者 肖瑞 侯静 姜宗福 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期516-518,532,共4页
介绍了光纤激光器相干合成的研究现状,分析了几种典型的相干合成方法,指出了最佳的相干合成方法。
关键词 光纤激光器 光纤放大器 相干合成 锁相
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三路掺镱光纤放大器的相干合成实验研究 被引量：28
7
作者 侯静 肖瑞 +3 位作者 姜宗福 舒柏宏 陈金宝 刘泽金 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1585-1588,共4页
光纤激光相干合成技术是实现高功率、高亮度光纤激光系统的重要技术途径。采用主振荡并联放大器(MOPA)方案对三路掺镱光纤放大器进行实时相位探测与校正,其中每路光纤放大器的输出功率大于等于1 W,三路总功率大于等于3 W。采用铌酸锂光... 光纤激光相干合成技术是实现高功率、高亮度光纤激光系统的重要技术途径。采用主振荡并联放大器(MOPA)方案对三路掺镱光纤放大器进行实时相位探测与校正,其中每路光纤放大器的输出功率大于等于1 W,三路总功率大于等于3 W。采用铌酸锂光纤相位调制器,外差法系统的移频量为40 MHz,相位探测与校正精度优于λ/20,整个光路为全保偏光路。实验分别给出了两路和三路光纤放大器的相干合成结果。系统开环时,远场光斑为动态、模糊干涉条纹,条纹可见度为7%和6%;系统闭环运行时,远场光斑为稳定、高对比度干涉条纹,条纹可见度有大幅度提高,达到44%和48%。这表明闭环控制使两路和三路光纤激光的相位变化得到了有效补偿,系统实现了相位锁定运行和高相干度合成输出。 展开更多
关键词 光纤激光器阵列 相干合成 相位探测与校正 光纤放大器 主振荡并联放大器
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两光子晶体光纤激光器相干锁定的实验研究 被引量：25
8
作者 李剑峰 段开椋 +3 位作者 王建明 王屹山 赵卫 郭永康 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期923-926,共4页
利用自成像腔技术进行光子晶体光纤(PCF)激光器光束相干合成的实验研究,实现了两光子晶体光纤激光器的相位锁定。在不使用滤波器的情况下,实验仍能观测到清晰的干涉图样,且在高功率输出状态以及环境噪声情况下干涉图样仍可保持稳定,表... 利用自成像腔技术进行光子晶体光纤(PCF)激光器光束相干合成的实验研究,实现了两光子晶体光纤激光器的相位锁定。在不使用滤波器的情况下,实验仍能观测到清晰的干涉图样,且在高功率输出状态以及环境噪声情况下干涉图样仍可保持稳定,表明具有单模大模场特性的光子晶体光纤在实现光束相干合成方面比传统的双包层光纤(DCF)有明显的优越性。实验还表明耦合输出镜的反射率对相干输出功率有一定影响,当反射镜的反射率分别为5%,10%和15%时,两台激光器相干输出斜率效率分别为63.8%,61.6%和60.2%。在抽运功率为150W和耦合输出镜的反射率为5%时,获得95.8W的最大相干功率输出,相干功率合成效率为90.2%。实验中无任何热光效应产生,有望利用该方法获得更高的相干输出功率。 展开更多
关键词 激光技术 相干合成 自成像腔 高功率光纤激光器 光子晶体光纤 相位锁定
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主动相位控制光纤激光相干合成的研究 被引量：22
9
作者 刘泽金 周朴 +1 位作者 侯静 许晓军 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期518-524,共7页
介绍了三种主动相位控制光纤激光相干合成方案,并分别利用这三种方案实现了3路瓦量级光纤放大器的相干合成。根据理论分析和实验研究的结果,对三种方案各自的优缺点进行了比较分析。对光纤激光相干合成在工程实际中面临的一些共性因素... 介绍了三种主动相位控制光纤激光相干合成方案,并分别利用这三种方案实现了3路瓦量级光纤放大器的相干合成。根据理论分析和实验研究的结果,对三种方案各自的优缺点进行了比较分析。对光纤激光相干合成在工程实际中面临的一些共性因素的影响进行了简单讨论。 展开更多
关键词 激光器 光纤激光器 相干合成 相位控制 外差法 多抖动法 随机并行梯度下降算法
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激光相干合成的历史、现状与发展趋势(邀请论文) 被引量：22
10
作者 刘泽金 周朴 +3 位作者 王小林 马阎星 许晓军 侯静 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期2221-2234,共14页
回顾了激光相干合成的发展历史,分析了近两年来光纤激光相干合成技术的发展现状,梳理了光纤激光相干合成发展的若干重要动向,为激光相干合成技术发展提供参考。
关键词 激光光学 相干合成 光纤激光
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光纤激光相干合成与非相干合成的比较 被引量：20
11
作者 周朴 刘泽金 许晓军 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期276-280,共5页
对多路光纤激光输出光束进行合成是获得高功率、高光束质景的输出的有效方法。为了比较不同合成方案的远场效果,对聚焦发射的相干合成和非相干合成光束远场分布进行数值计算,从控制相位误差、光束抖动和阵列占空比等三方面对这两种方案... 对多路光纤激光输出光束进行合成是获得高功率、高光束质景的输出的有效方法。为了比较不同合成方案的远场效果,对聚焦发射的相干合成和非相干合成光束远场分布进行数值计算,从控制相位误差、光束抖动和阵列占空比等三方面对这两种方案的远场特性进行比较研究。计算结果表明,与非相十合成相比,相干合成能够在远场获得更高的能量集中度,但会受到光束抖动和阵列占空比的严重影响。和通常考虑的平行发射相比,聚焦发射体制对相干合成时相位误差的要求宽松了很多,相位误差均方根(RMS)为π/3时,半径为5.6 cm的圆桶内汇聚的能量仍大于完全相干合成情形下的90%。 展开更多
关键词 光纤光学 相干合成 非相干合成 相位误差 光束抖动
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光纤激光器相干合成系统中组束误差对远场光场的影响 被引量：20
12
作者 曹涧秋 陆启生 +1 位作者 侯静 许晓军 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期351-358,共8页
对光纤激光器相干合成系统中组束误差对远场光场分布的影响进行了数值研究,分析了输出单元占空比、位置误差和平行度误差对远场光场分布的影响。结果表明,输出单元占空比的增加只能提高中心光斑的能量,但无法改变中心光斑的平均光强;而... 对光纤激光器相干合成系统中组束误差对远场光场分布的影响进行了数值研究,分析了输出单元占空比、位置误差和平行度误差对远场光场分布的影响。结果表明,输出单元占空比的增加只能提高中心光斑的能量,但无法改变中心光斑的平均光强;而位置误差会使远场光场中的旁瓣能量减弱,降低光纤激光器相干合成系统的转换效率。分析发现,位置误差的这种影响可以通过增加输出单元的占空比来减弱。最后,通过分析平行度误差对远场光场的影响,对光纤激光器相干合成系统中的平行度误差控制提出了建议。 展开更多
关键词 激光器 光纤激光器 相干合成 远场光场 衍射 误差
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随机并行梯度下降算法模拟两路光纤放大器相干合成与实验研究 被引量：19
13
作者 周朴 刘泽金 +3 位作者 马阎星 王小林 许晓军 郭少锋 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期431-436,共6页
对利用随机并行梯度下降(SPGD)算法对多路光纤放大器相干合成进行了数值模拟,并进行了两路瓦级光纤放大器相干合成的实验。实验结果表明,SPGD算法能够有效控制各路光纤激光的相位,系统闭环将目标圆孔内的能景提高了1.57倍;并使得目标圆... 对利用随机并行梯度下降(SPGD)算法对多路光纤放大器相干合成进行了数值模拟,并进行了两路瓦级光纤放大器相干合成的实验。实验结果表明,SPGD算法能够有效控制各路光纤激光的相位,系统闭环将目标圆孔内的能景提高了1.57倍;并使得目标圆孔内能量大于理想值8O%的概率从27.7%提升到了70.3%。取得了较为明显的相干合成效果。对算法用于多路高功率光纤放大器相干合成的可行性进行了探讨。 展开更多
关键词 激光器 光纤放大器 相干合成 随机并行梯度下降算法
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激光器的部分相干性对光纤激光器阵列相干合成远场图样的影响 被引量：15
14
作者 肖瑞 周朴 +2 位作者 侯静 姜宗福 刘明 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期819-823,共5页
考虑光纤激光器阵列相干合成的远场分布时,一般都认为单个激光器的输出光束是理想的高斯光束,实际上受各种因素的影响,一般激光器的输出光束都是一部分相干光.从部分相干光的高斯-谢尔模型出发,首次推导出了当单个激光器的输出光束是部... 考虑光纤激光器阵列相干合成的远场分布时,一般都认为单个激光器的输出光束是理想的高斯光束,实际上受各种因素的影响,一般激光器的输出光束都是一部分相干光.从部分相干光的高斯-谢尔模型出发,首次推导出了当单个激光器的输出光束是部分相干光时,激光器阵列相干合成的远场光强分布模型,并给出了数值模拟计算结果. 展开更多
关键词 光纤激光器阵列 相干合成 部分相干光
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高能光纤激光器光束合成技术 被引量：16
15
作者 程雪 王建立 刘昌华 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期94-104,共11页
高能光纤激光器光束合成技术是近年来高能激光器尤其是定向能源应用中的研究热点,可突破单根单模光纤激光的输出功率限制,为高功率高光束质量的激光武器应用奠定了理论基础。介绍了光纤激光非相干合成和相干合成的国内外研究现状,给出... 高能光纤激光器光束合成技术是近年来高能激光器尤其是定向能源应用中的研究热点,可突破单根单模光纤激光的输出功率限制,为高功率高光束质量的激光武器应用奠定了理论基础。介绍了光纤激光非相干合成和相干合成的国内外研究现状,给出了非相干合成技术中光束重叠和光谱合成的基本合成原理,重点介绍了国内外多家研究机构光谱合成近年来所达到的技术水平;介绍了国内外相干合成技术的最新研究进展,对相干合成等效大口径激光阵列输出中几种不同的透射式相干合成阵列输出和反射式相干合成阵列输出的关键合成装置,以及相干合成单一孔径输出中的核心光学元件进行详细分析。最后简要对比了高能光纤激光器光束相干合成技术和非相干合成技术的优缺点和应用范围。 展开更多
关键词 光纤激光器 相干合成 非相干合成 激光合束
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高能光纤激光系统浅析 被引量：13
16
作者 刘泽金 周朴 许晓军 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1795-1801,共7页
对相干合成型和非相干合成型高能光纤激光系统进行了分析与比较。引入光束传输因子(BPF)作为合成光束的光束质量评价因子,计算了单元光束质量、大气传输、跟踪抖动、相位控制等因素对合成光束质量的影响。对高能光纤激光系统的未来发展... 对相干合成型和非相干合成型高能光纤激光系统进行了分析与比较。引入光束传输因子(BPF)作为合成光束的光束质量评价因子,计算了单元光束质量、大气传输、跟踪抖动、相位控制等因素对合成光束质量的影响。对高能光纤激光系统的未来发展趋势进行了初步探讨。 展开更多
关键词 光纤激光器 高能激光 相干合成 非相干合成 光束传输因子
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相干合成中基于SPGD算法的平移误差和倾斜误差控制 被引量：16
17
作者 母杰 景峰 +3 位作者 王逍 朱启华 李志林 张军伟 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期17-21,共5页
随机并行梯度下降算法(SPGD)是控制多路激光束的相位锁定,实现相干合成的一种有效方式。在分析平移误差和倾斜误差对相干合成(CBC)影响的基础上,建立2×2排布的光束模型探讨了该算法中的增益系数和扰动幅值对平移误差和倾斜误差控... 随机并行梯度下降算法(SPGD)是控制多路激光束的相位锁定,实现相干合成的一种有效方式。在分析平移误差和倾斜误差对相干合成(CBC)影响的基础上,建立2×2排布的光束模型探讨了该算法中的增益系数和扰动幅值对平移误差和倾斜误差控制的影响,并对增益系数的优化进行了分析。研究结果表明,要提高相干合成的效果,必须同时校正平移误差和倾斜误差;随着增益系数和扰动幅值的增加,SPGD算法的收敛速度加快,但计算精度降低,系统会发生振荡;自适应更新增益系数是一种有效的参数优化方式,可很好平衡算法收敛速度和计算精度问题。为大型固体短脉冲激光装置中基于SPGD算法进行相干合成研究提供了理论参考。 展开更多
关键词 激光光学 随机并行梯度下降算法 平移误差 倾斜误差 相干合成 短脉冲激光
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全固态高稳定度纳秒脉冲源的相干合成技术 被引量：14
18
作者 梁步阁 张光甫 +5 位作者 张伟军 张伟 吴锋涛 李毅 朱畅 袁乃昌 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1041-1045,共5页
单个子源的稳定度指标是多源相干合成技术的关键。文章首先对脉冲源稳定度指标进行了定义，并指出全固态纳秒脉冲源具有较高的稳定度指标，在相干合成中具有潜在优势。对脉冲时基抖动、波形抖动机理进行了深入分析，给出了高稳定度子源... 单个子源的稳定度指标是多源相干合成技术的关键。文章首先对脉冲源稳定度指标进行了定义，并指出全固态纳秒脉冲源具有较高的稳定度指标，在相干合成中具有潜在优势。对脉冲时基抖动、波形抖动机理进行了深入分析，给出了高稳定度子源设计的关键技术途径，采用过触发、欠容量等具体改善方案，有效提高了子源的时基稳定度和波形稳定度，单个子源脉宽抖动小于等于1％，峰值抖动小于等于1％，单次短时抖动小于等于20ps，长时漂移小于等于100ps／min。最终成功实现了256单元的16×16路电路-空间综合合成，研制出30MW全固态高稳定度多路相干合成纳秒脉冲源，脉冲源16路输出端口最大时基离散度小于30ps，合成峰值电压抖动小于1％，合成峰值电压效率可达到90％～95％。 展开更多
关键词 高功率微波 相干合成 全固态纳秒脉冲源 稳定度
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两个光纤激光器的互相注入锁定 被引量：15
19
作者 陈子伦 侯静 +2 位作者 周朴 刘亮 姜宗福 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期7046-7050,共5页
光纤激光器的相干合成技术是实现高功率、高亮度光纤激光系统的重要技术途径.利用分束器分光使两个光纤激光器的能量互相注入,从而使两个光纤激光器达到锁相锁模实现相干输出.实验研究表明:在独立运行的情况下,两个光纤激光器的远场光... 光纤激光器的相干合成技术是实现高功率、高亮度光纤激光系统的重要技术途径.利用分束器分光使两个光纤激光器的能量互相注入,从而使两个光纤激光器达到锁相锁模实现相干输出.实验研究表明:在独立运行的情况下,两个光纤激光器的远场光斑只是两个激光器光强的简单叠加;在互相注入锁定的情况下,两个光纤激光器的远场光斑是具有高对比度的干涉条纹,并得到两个激光器的输出模式总为异相模.这与理论分析的结果相一致. 展开更多
关键词 光纤激光器 相干合成 锁相
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光学相控阵技术发展概述 被引量：15
20
作者 马阎星 吴坚 +4 位作者 粟荣涛 马鹏飞 周朴 许晓军 赵伊君 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期36-49,共14页
截至目前,光学相控阵技术已经发展了70多年,针对不同的应用方向,发展出了液晶、MEMS、光波导、相干合成等多种器件和技术方案,在激光雷达、空间光通信、高亮度激光产生、合成孔径探测等应用领域获得了初步应用。光学相控阵技术通过对光... 截至目前,光学相控阵技术已经发展了70多年,针对不同的应用方向,发展出了液晶、MEMS、光波导、相干合成等多种器件和技术方案,在激光雷达、空间光通信、高亮度激光产生、合成孔径探测等应用领域获得了初步应用。光学相控阵技术通过对光束阵列中单元光束相位的控制,从而实现阵列光束等相面的重构或精密调控,具有系统体积质量小、响应速度快、光束质量好等优点。首先介绍了光学相控阵的工作原理,然后从激光发射和远距离成像两方面对几种主流相控阵技术的发展现状、应用方向及发展趋势进行了综述,最后给出了笔者的一些思考与建议。 展开更多
关键词 光学相控阵 液晶 MEMS 相干合成 目标在回路 自适应光学
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