光電所在光纖雷射的相干組束和傳輸控制方面取得新進展

2020-12-07 中國科學院

光電所在光纖雷射的相干組束和傳輸控制方面取得新進展

2017-05-25 光電技術研究所

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  日前,中國科學院光電技術研究所自適應光學重點實驗室李新陽、耿超課題組在光纖雷射相控陣技術研究方面取得新進展:以雙向收發的自適應光纖準直器為基礎模塊,構建了整體口徑100 mm的七單元雷射收發陣列(光纖雷射相控陣),於湍流環境下實現了光纖雷射的相干組束和高效傳輸控制。

  該研究中,科研人員通過對信標光的分孔逕自適應耦合接收,實時校正各單元孔徑發射雷射傳輸路徑上的波前傾斜像差;將以上方法與光纖雷射陣列的主動鎖相控制結合,實現了室內模擬動態湍流下七單元雷射束於遠場的相干合成。實驗中所用的核心像差校正器件——自適應光纖準直器(AFOC)和壓電光纖相位補償器(PZT PC)均為自適應光學重點實驗室課題組自行研製,並已獲得6項相關發明專利授權。相關研究成果以李楓為第一作者,發表於IEEE Photonics JournalIEEE Photonics Technology Letters

  光纖雷射相控陣可通過合成單元數量的擴展實現對雷射發散角的壓縮;同時,在體積、重量和功耗等方面優於經典的整體式單孔徑雷射發射技術。已有的理論和實驗結果表明,以自適應光纖準直器為基礎模塊的光纖雷射相控陣具有補償大氣湍流效應的能力。因此,雷射相控陣技術在雷射大氣傳輸、空間雷射通信、雷射雷達等領域有著廣泛的應用前景。本研究成果的意義在於,首次實現了光纖雷射相控陣的共孔徑高效雙向收發,結合本課題組前期在基於光纖器件的相干偏振合成研究方面取得的研究成果,為雷射相控陣技術的實際應用提供了重要參考。

  該工作得到了國家自然科學基金(61675205)、中科院創新基金(CXJJ-15S096)和中科院西部青年學者等項目的支持。

圖1 七單元光纖雷射的相干組束和傳輸控制實驗原理圖

圖2 相控陣分孔徑在傾斜控制開、閉環下的光纖耦合接收效率實驗結果

圖3 七單元光纖雷射相干組束的傳輸控制實驗結果(遠場)

  日前,中國科學院光電技術研究所自適應光學重點實驗室李新陽、耿超課題組在光纖雷射相控陣技術研究方面取得新進展:以雙向收發的自適應光纖準直器為基礎模塊,構建了整體口徑100 mm的七單元雷射收發陣列(光纖雷射相控陣),於湍流環境下實現了光纖雷射的相干組束和高效傳輸控制。
  該研究中,科研人員通過對信標光的分孔逕自適應耦合接收,實時校正各單元孔徑發射雷射傳輸路徑上的波前傾斜像差;將以上方法與光纖雷射陣列的主動鎖相控制結合,實現了室內模擬動態湍流下七單元雷射束於遠場的相干合成。實驗中所用的核心像差校正器件——自適應光纖準直器(AFOC)和壓電光纖相位補償器(PZT PC)均為自適應光學重點實驗室課題組自行研製,並已獲得6項相關發明專利授權。相關研究成果以李楓為第一作者,發表於IEEE Photonics Journal 和IEEE Photonics Technology Letters。
  光纖雷射相控陣可通過合成單元數量的擴展實現對雷射發散角的壓縮;同時,在體積、重量和功耗等方面優於經典的整體式單孔徑雷射發射技術。已有的理論和實驗結果表明,以自適應光纖準直器為基礎模塊的光纖雷射相控陣具有補償大氣湍流效應的能力。因此,雷射相控陣技術在雷射大氣傳輸、空間雷射通信、雷射雷達等領域有著廣泛的應用前景。本研究成果的意義在於,首次實現了光纖雷射相控陣的共孔徑高效雙向收發,結合本課題組前期在基於光纖器件的相干偏振合成研究方面取得的研究成果,為雷射相控陣技術的實際應用提供了重要參考。
  該工作得到了國家自然科學基金(61675205)、中科院創新基金(CXJJ-15S096)和中科院西部青年學者等項目的支持。

圖1 七單元光纖雷射的相干組束和傳輸控制實驗原理圖

圖2 相控陣分孔徑在傾斜控制開、閉環下的光纖耦合接收效率實驗結果

圖3 七單元光纖雷射相干組束的傳輸控制實驗結果(遠場)

列印 責任編輯:任霄鵬

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