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光纤激光功率相干合成技术

冯光  
【摘要】:光纤激光功率相干合成技术是实现高功率、高亮度光纤激光输出的重要技术途径。论文基于主振荡功率放大器(MOPA)方案,全面系统的对光纤放大器阵列的相干合成技术进行了理论和实验研究。 本论文的研究工作及主要成果有: 1.理论分析了当光纤激光器的输出光束包含高阶模式时,激光器阵列相干合成的远场光强分布模型。推导出了双高斯光束在空间位置的干涉模型,在此基础上,模拟仿真了空间距离、光束夹角、偏振特性、振幅之比以及频率等因素对双高斯光束相干合成效果的影响。 2.设计了并实现了波长1060nm,最高输出功率10w,线宽小于0.Olnm,光束质量因子小于1.2,偏振消光比大于13dB的激光放大器。设计了高频相位检测与控制电路,外差探测的移频量为40MHz,控制带宽大于lOKHz。采用高速光纤相位调制器,相位校正精度优于λ/20。 3.基于以上研究,最后形成一套光纤激光功率相干合成试验装置。系统实现闭环控制后,相干条纹始终保持恒定。经测试,相干合成效率大于80%。 论文的工作为实现高功率激光器阵列的相干合成方案打下了理论和实验基础,具有重要的参考价值和应用实践意义。


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