收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

主振荡功率放大器方案光纤激光相干合成技术

肖瑞  
【摘要】: 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。论文采用主振荡功率放大器(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。 本文运用夫琅禾费衍射理论,得到了光纤放大器阵列相干合成远场光强分布的理论模型,分别讨论了相干合成激光器数目、阵列占空比、相位、激光器间的部分相干性以及偏振对相干合成远场光强分布的影响;对光纤放大器的相位噪声进行了理论研究,分析了光纤放大器相位噪声的产生机理,为控制电路的设计提供理论指导;相位控制电路是整个锁相系统中最为关键的部分之一,它直接决定着相干合成的成败与否,论文根据外差探测的工作原理,设计了高频相位检测与控制电路,外差探测的移频量为40 MHz,相位校正精度优于λ/20,控制带宽大于10 KHz;论文对影响控制精度,控制带宽等性能指标的因素进行了分析,为控制电路的进一步优化和改进奠定了基础。 本文对MOPA方案光纤激光相干合成技术进行了深入的实验研究。首先用自主研制的相位检测与控制电路对输出功率为1 W的光纤放大器的相位噪声进行了实验研究和测量,功率为1 W的光纤放大器的相位噪声的频率小于1 KHz;然后采用两种相位控制方法实现了MOPA方案原型系统: 1)爬山法。借鉴自适应光学中相位控制理论,提出用爬山法对MOPA方案中掺镱光纤放大器进行相位探测与校正。通过自动寻优的方式不断改变相位调制器的控制电压,使系统输出保持在干涉最强处,爬山法系统的控制精度为λ/10。实验实现了两路掺镱光纤放大器的相干合成。 2)外差法。外差法通过探测信号光和受调制的参考光的干涉信号的变化实现对信号光相位变化的测量,通过实时探测和校正光路中相位的变化,确保输出光束的相位一致。首次在国内用外差法实现了三路掺镱光纤放大器的相干合成输出,其中每路光纤放大器的输出功率≥1 W,三路总功率≥3 W。系统开环时,远场光斑为动态、模糊的干涉条纹,条纹可见度为6%;系统闭环运行时,远场光斑为稳定、高对比度的干涉条纹,条纹可见度有大幅度提高,达到53%。这表明闭环控制使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。 用外差法对主振荡功率放大器方案实现相位探测与校正时,对每路信号的相位控制都是独立进行的,每一路的相位变化都是相对参考信号而言的,系统多路扩展性强,可实现大功率相干合成输出。同时,论文的主振荡功率放大器方案可适用于固体激光器以及其它激光器的相干合成。 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。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 侯静;肖瑞;刘泽金;姜宗福;;两种方法实现对掺镱光纤放大器的相位校正[J];强激光与粒子束;2006年11期
2 肖瑞;侯静;姜宗福;刘明;;三路光纤放大器相干合成技术的实验研究[J];物理学报;2006年12期
3 陈子伦;侯静;周朴;姜宗福;;光纤放大器热效应引起的相位噪声理论分析[J];红外与激光工程;2007年06期
4 范馨燕;刘京郊;王涛涛;刘金生;武敬力;;主动锁相光纤放大器相干合成技术研究进展[J];半导体光电;2008年04期
5 肖瑞,侯静,姜宗福;光纤激光器的相干合成技术[J];激光技术;2005年05期
6 肖瑞;刘明;;阵列光束的偏振方向对其相干合成远场光强分布的影响[J];光电子技术;2011年01期
7 周朴;刘泽金;马阎星;王小林;许晓军;郭少锋;;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[J];光学学报;2009年02期
8 刘泽金;王小林;周朴;冷进勇;肖虎;许晓军;;9路光纤激光相干合成实现1.56kW高功率输出[J];中国激光;2011年07期
9 李波;谭敬;孙力军;;利用外差法对激光相干合成技术中相位的研究与实现[J];光电技术应用;2008年05期
10 周朴;王小林;马阎星;冷进勇;马浩统;王建华;许晓军;刘泽金;;强泵浦条件下光纤放大器相位噪声的测量[J];强激光与粒子束;2009年11期
11 周朴;马阎星;王小林;马浩统;许晓军;刘泽金;;模拟退火算法光纤放大器相干合成[J];强激光与粒子束;2010年05期
12 肖瑞;侯静;姜宗福;;光纤放大器阵列的远场特性研究[J];物理学报;2007年08期
13 肖瑞;侯静;姜宗福;陆启生;;两个光纤激光器的相干合成及其闭环控制[J];强激光与粒子束;2007年01期
14 肖瑞;周朴;侯静;姜宗福;刘明;;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[J];物理学报;2007年02期
15 肖瑞;侯静;姜宗福;;激光器阵列的部分相干性对相干合成远场输出特性的影响[J];物理学报;2008年02期
16 马阎星;王小林;周朴;马浩统;赵海川;许晓军;司磊;刘泽金;赵伊君;;光纤激光器阵列的多抖动法相干合成[J];强激光与粒子束;2010年12期
17 马阎星;司磊;周朴;王小林;马浩统;李霄;许晓军;刘泽金;;多抖动法主振荡功率放大器相干合成技术[J];强激光与粒子束;2009年11期
18 伍波;刘永智;;高功率光纤激光器相干合成研究[J];激光与光电子学进展;2006年08期
19 杨若夫;杨平;沈锋;;基于能动分块反射镜的两路光纤放大器相位探测及其相干合成实验研究[J];物理学报;2009年12期
20 刘泽金;周朴;王小林;马阎星;冷进勇;肖虎;朱家健;杜文博;董小林;许晓军;侯静;陈金宝;;9路光纤激光相干合成千瓦级高功率输出[J];中国激光;2011年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨青丽;;光纤通信中的掺杂光纤放大器[A];四川省通信学会2010年学术年会论文集[C];2010年
2 李鹏;米红;郑晋军;陈忠贵;;导航信号相位噪声指标分析[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
3 杨春波;冷进勇;陆启生;;光纤放大器中的热效应分析[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
4 朱亚东;肖虎;王小林;马阎星;周朴;;基于公共环形耦合腔的高功率双包层光纤激光器相干合成实验研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
5 李鹏;王希;周春;张志刚;;预色散补偿飞秒光纤放大器与平坦超连续谱产生[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
6 邓永生;熊蔚明;谢春坚;陈小敏;;相位噪声对BPSK系统误码率的影响[A];第二十三届全国空间探测学术交流会论文摘要集[C];2010年
7 杜文博;朱家健;冷进勇;周朴;许晓军;舒柏宏;;一种新颖的有效抑制受激布里渊散射效应的多波长窄线宽光纤放大器[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
8 粟荣涛;周朴;马阎星;王小林;许晓军;;两路纳秒脉冲光纤激光相干合成的实验研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
9 马阎星;司磊;董小林;周朴;许晓军;;抖动法激光阵列相干合成技术中的性能评价函数研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
10 张侃;马阎星;王小林;周朴;许晓军;;利用可调声光移频器实现光纤激光器相干合成[A];第九届全国光电技术学术交流会论文集(上册)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 肖瑞;主振荡功率放大器方案光纤激光相干合成技术[D];国防科学技术大学;2007年
2 冷进勇;窄线宽光纤放大器的理论和实验研究[D];国防科学技术大学;2011年
3 范馨燕;主动锁相光纤激光相干合成技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 杨雨川;高能短脉冲激光相干合成技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
5 周朴;光纤激光相干合成技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
6 王小林;激光相控阵中的优化式自适应光学研究[D];国防科学技术大学;2011年
7 周俊鹤;非线性光纤放大器的数学模型和实验研究[D];上海交通大学;2008年
8 李霄;板条激光放大器相干合成技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
9 黄小东;ICF激光驱动器前端系统关键技术研究[D];山东大学;2010年
10 强则煊;低噪声、高增益、高平坦度掺铒光纤放大器的分析与实验研究[D];浙江大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邬远蓉;基于中频数字PLL测试相噪的新方案研究[D];电子科技大学;2005年
2 高宇洁;OFDM系统中相位噪声的影响与补偿[D];西安电子科技大学;2007年
3 廖丰卓;射频信号的光学处理方法[D];电子科技大学;2007年
4 王华磊;高频低相噪声表面横波振荡器研究[D];电子科技大学;2008年
5 张乐;一种低相噪毫米波频率合成器的研制[D];电子科技大学;2008年
6 房庆艳;压控振荡器的设计与优化[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 朱良乐;锁相环电路信号完整性分析[D];上海交通大学;2008年
8 郭广坤;宽带高精度可变时钟产生方法研究及模块设计[D];电子科技大学;2010年
9 颜琦;跳频通信系统中高频频率合成器的设计与工程应用研究[D];重庆大学;2006年
10 王德胜;低噪声频率变换技术及铷原子频标的改进[D];西安电子科技大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王握文 杨彦青 记者 唐先武;我在国际上首次实现光纤激光千瓦级相干合成输出[N];科技日报;2011年
2 吴映红;光纤放大器的宽带化[N];中国电子报;2001年
3 宋跃 王祥明;超宽带光纤放大器示范项目进展顺利[N];通信产业报;2003年
4 唐先武 王握文 杨彦青;高质量激光,我国实现大功率输出[N];中国技术市场报;2011年
5 杨义灿;亨通光电:产品走向多元化[N];中国电子报;2005年
6 上海亨通光电科技有限公司 王毅强 亨通集团有限公司 李苏明;亨通:产品走向多元化[N];通信产业报;2004年
7 福建 陈志奇;有线电视光纤传输设备的工作原理与系统调试[N];电子报;2009年
8 本报记者 于尚民;光迅:做好无源高端[N];通信产业报;2010年
9 杨靖;林金桐:教书育人润物无声[N];科技日报;2004年
10 施华;拉曼光纤放大器市场分析[N];中国计算机报;2002年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978