《基於公共環形腔耦合的光纖雷射器相干合成技術研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由雷兵擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於公共環形腔耦合的光纖雷射器相干合成技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：雷兵
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
為提高光纖雷射器無源自調整相干合成陣列的合成效率、穩定性和可擴展性，提出了基於公共光纖環形腔耦合的光纖雷射器相干合成方案。引入的公共環形腔不僅構成了雷射器之間能量相互注入耦合的通道，也使陣列在結構上具有了良好的擴展性。前期小功率情形下的研究成果初步表明了該方案的可行性與優勢，但在大功率多路數時的合成效果有待進一步的理論與實驗研究來檢驗。利用該方案構建實驗系統，實現多路大功率摻鐿雙包層光纖雷射器的相干合成，建立考慮相位噪聲與多縱模影響的光纖雷射器耦合陣列理論模型，在 此基礎上分析雷射器耦合陣列無源自調整鎖相的物理機理，研究雷射束譜寬、合成路數、泵浦強度、模式競爭以及空間濾波等對鎖相穩定性與合成效率的影響，解決無源自調整相干合成方案在合成路數與輸出功率等方面是否受限以及如何受限等問題。研究成果可望對雷射束相干合成技術、雷射器陣列耦合理論等領域的發展起到一定的促進作用。
結題摘要
為提高光纖雷射器無源自調整相干合成陣列的合成效率、穩定性和可擴展性，對基於公共環形腔耦合與相互注入耦合的光纖雷射器被動相干合成技術進行了理論與實驗研究。構建了多路摻鉺和摻鐿光纖雷射器無源自調整相干合成的實驗系統，在此基礎上深入研究了耦合強度、多模運轉、反饋元件和空間濾波等對鎖相性能的影響。此外，建立了分析耦合強度影響的理論模型，並對模式競爭、克拉默-克隆尼克非線性相移等現象進行了分析，解釋了多路光纖雷射器無源自調整鎖相的物理機理。研究表明，足夠的能量耦合強度是獲得有效相位鎖定的必要條件，通過增加耦合比來增大耦合強度可以提高鎖相陣列的相干性，但會略微降低合成效率；控制各雷射束間的相位差恆定遠比控制雷射束的工作波長和偏振態重要，雷射束的工作波長和偏振態可因模式競爭和能量耦合而自動調整，這為克服大功率光纖雷射中的非線性效應和提高輸出功率提供了新思路。
