光纖超連續譜光源在湍流大氣中傳輸特性的研究

《光纖超連續譜光源在湍流大氣中傳輸特性的研究》是依託湖南大學，由吳武明擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：光纖超連續譜光源在湍流大氣中傳輸特性的研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：吳武明
• 依託單位：湖南大學

中文摘要

超連續譜光源在很多套用領域中都會受到大氣湍流的影響，但目前缺乏有效的理論分析方法。基於前期研究成果，本項目結合光纖超連續譜光源空間相干性特點，創新性地提出“光纖超連續譜光源可等同於多個不同中心波長的多色光通過光譜合成得到的光源，其中每個多色光在其譜寬範圍內的空間相干性不變”的概念。項目將主要開展大氣湍流對光纖超連續譜光源光譜移動和光束擴展影響的研究：(1) 採用理論分析和實驗測量的方法研究光纖超連續譜光源在不同波長處的空間相干度；（2）數值模擬不同特性的多色光在湍流大氣中的傳輸特性；(3)利用非相干合成光束的分析方法，理論研究光纖超連續譜光源通過湍流大氣的傳輸特性；（4）在大氣湍流模擬裝置上開展光纖超連續光源傳輸的實驗研究，驗證和完善相關理論。所得研究結果不僅有理論上的創新性，而且可為光纖超連續譜光源在湍流大氣中的傳輸和控制等套用提供參考和計算依據。

結題摘要

超連續譜光源在很多套用領域中都會受到大氣湍流的影響，有效的分析方法顯得尤為重要。本項目仿真分析了纖芯耦合型光纖功率合束器用於超連續譜光纖雷射的非相干合成效果，並進行了大功率合成實驗，實現了7路合成功率為802 W、光譜覆蓋1060-1700 nm的高功率超連續譜輸出。測量得到1.0μm、1.2μm和1.3μm三種波長成分的光束質量M2因子分別為：15.8、13.4和11.4。引入功率譜重心的概念，提出了三種超連續譜光源光束質量的評價因子。對實驗中獲得的不同功率與光譜分布的超連續譜光源的光束質量進行了評價與比較。給出了斜程大氣對超連續譜光源影響的理論分析方法。提供了一種斜程大氣對超連續譜光源光束擴展影響的分析方法，採用該方法可以考慮超連續譜光源功率譜密度、光束質量M2因子和束腰半徑在不同波長處不同的特性，以及給出斜程大氣對超連續譜光源的折射和消光影響，能夠準確得到超連續譜光源傳輸後光束擴展特性。所得到的研究結果不僅有理論上的創新性，而且為光纖超連續譜光源在湍流大氣中的傳輸和控制等套用提供參考和計算依據。