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基于自适应桶中功率评价函数的光纤放大器相干合成实验研究

耿超 罗文 谭毅 刘红梅 牟进博 李新阳

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基于自适应桶中功率评价函数的光纤放大器相干合成实验研究

耿超, 罗文, 谭毅, 刘红梅, 牟进博, 李新阳

Experimental study on coherent beam combination of fiber amplifiers using adaptive power-in-the-bucket cost function

Geng Chao, Luo Wen, Tan Yi, Liu Hong-Mei, Mu Jin-Bo, Li Xin-Yang
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  • 光纤激光光束合成技术被公认为是实现高亮度、高光束质量激光束的优秀方法, 而激光阵列间的倾斜像差是影响合成效果的重要因素. 针对当前光束合成中存在的倾斜校正量受限问题, 提出了基于自适应桶中功率(PIB)评价函数的倾斜控制策略. 搭建了两路2 W光纤放大器的相干合成实验平台, 利用自制的压电环光纤相位调制器和自适应光纤准直器分别实现锁相和倾斜像差校正, 验证了基于自适应PIB的倾斜控制策略的可行性, 并实现了相干合成.
    Beam combination (BC) of fiber amplifiers based on master-oscillator-power-amplifier configuration is an outstanding way to generate high power and high beam quality laser output, where the tip/tilt aberrations among beamlets are considered as a serious influence factor to BC effects. In this paper, a new tip/tilt control method based on adaptive power-in-the-bucket (PIB) cost function is proposed to solve the problem of restricted tip/tilt correcting value in current BC systems. Experimental setup of coherent BC of two-channel 2 W fiber amplifier array is established. Home-made piezoelectric-ring fiber-optic phase-modulator and adaptive fiber-optics collimator are employed to correct piston-and tip/tilt-type aberrations, respectively. The feasibility of proposed tip/tilt control method using adaptive-PIB is demonstrated and nice effect of coherent BC is achieved.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61205069, 61138007)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 61205069, 61138007).
    [1]

    Fan T Y 2005 IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 11 567

    [2]

    Wang J M, Duan K L, Wang Y S 2008 Acta Phys. Sin. 57 5627 (in Chinese) [王建明, 段开椋, 王屹山 2008 57 5627]

    [3]

    Yang R F, Yang P, Shen F 2009 Acta Phys. Sin. 58 8297 (in Chinese) [杨若夫, 杨平, 沈锋 2009 58 8297]

    [4]

    Lian T H, Wang S Y, Guo Z, Li B B, Cai D F, Wen J G 2011 Acta Phys. Sin. 60 124208 (in Chinese) [连天虹, 王石语, 过振, 李兵斌, 蔡德芳, 文建国 2011 60 124208]

    [5]

    Wang X L, Ma Y X, Zhou P, He B, Xue Y H, Liu C, Li Z, Xiao H, Xu X J, Zhou J, Liu Z J, Zhao Y J 2011 Chin. Phys. B 20 114203

    [6]

    Yu C X, Augst S J, Redmond S M, Goldizen K C, Murphy D V, Sanchez A, Fan T Y 2011 Opt. Lett. 36 2686

    [7]

    Wirth C, Schmidt O, Tsybin I, Schreiber T, Eberhardt R, Limpert J, Tunnermann A, Ludewigt K, Gowin M, Have E, Jung M 2011 Opt. Lett. 36 3118

    [8]

    Wang X L, Zhou P, Ma Y X, Leng J Y, Xu X J, Liu Z J 2011 Opt. Lett. 36 3121

    [9]

    Geng C, Zhao B Y, Zhang E T, Luo W, Tan Y, Zhu Y G, Yang H N, Mu J B, Li X Y, Duan K L, Zhao W 2013 IEEE Photon. Technol. Lett. 25 1286

    [10]

    Vorontsov M, Weyrauch T, Beresnev L, Carhart G, Liu L, Aschenbach K 2009 IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 15 269

    [11]

    Geng C, Li X Y, Zhang X J, Rao C H 2011 Opt. Commun. 284 5531

    [12]

    Geng C, Tan Y, Mu J B, Li X Y 2013 Acta Phys. Sin. 62 024206 (in Chinese) [耿超, 谭毅, 牟进博, 李新阳 2013 62 024206]

    [13]

    Wang X, Wang X L, Zhou P, Su R T, Geng C, Li X Y, Xu X J, Shu B H 2013 Chin. Phys. B 22 024206

    [14]

    Lachinova S, Vorontsov M 2008 J. Opt. Soc. Am. A 25 1960

    [15]

    Geng C, Li X Y, Zhang X J, Rao C H 2011 Acta Phys. Sin. 60 114202 (in Chinese) [耿超, 李新阳, 张小军, 饶长辉 2011 60 114202]

    [16]

    Goodno G D, Weiss S B 2012 Opt. Express 20 14945

    [17]

    Wang X H, Fu Q, Shen F, Rao C H 2012 Opt. Express 20 4663

    [18]

    Bourdon P, Jolivet V, Bennai B, Lombard L, Goular D, Canat G, Vasseur O 2009 Proc. SPIE 7195 719527

    [19]

    Weyrauch T, Vorontsov M, Carhart G, Beresnev L, Rostov A, Polnau E, Liu J 2011 Opt. Lett. 36 4455

    [20]

    Geng C, Li X Y, Zhang X J, Rao C H 2012 Acta Phys. Sin. 61 034204 (in Chinese) [耿超, 李新阳, 张小军, 饶长辉 2012 61 034204]

    [21]

    Luo W, Geng C, Li X Y 2012 High Power Laser Part. Beams 24 1641 (in Chinese) [罗文, 耿超, 李新阳 2012 强激光与粒子束 24 1641]

    [22]

    Tan Y, Geng C, Luo W, Liu H M, Wu Y Y, Li X Y 2012 Chinese Patent 201210485286.8 (in Chinese) [谭毅, 耿超, 罗文, 刘红梅, 武云云, 李新阳 2012 中国专利 201210485286.8]

    [23]

    Geng C, Luo W, Li X Y, Tan Y, Wu Y Y, Liu H M, Mu J B 2013 Chinese Patent 201310161222.7 (in Chinese) [耿超, 罗文, 李新阳, 谭毅, 武云云, 刘红梅, 牟进博 2013 中国专利 201310161222.7]

  • [1]

    Fan T Y 2005 IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 11 567

    [2]

    Wang J M, Duan K L, Wang Y S 2008 Acta Phys. Sin. 57 5627 (in Chinese) [王建明, 段开椋, 王屹山 2008 57 5627]

    [3]

    Yang R F, Yang P, Shen F 2009 Acta Phys. Sin. 58 8297 (in Chinese) [杨若夫, 杨平, 沈锋 2009 58 8297]

    [4]

    Lian T H, Wang S Y, Guo Z, Li B B, Cai D F, Wen J G 2011 Acta Phys. Sin. 60 124208 (in Chinese) [连天虹, 王石语, 过振, 李兵斌, 蔡德芳, 文建国 2011 60 124208]

    [5]

    Wang X L, Ma Y X, Zhou P, He B, Xue Y H, Liu C, Li Z, Xiao H, Xu X J, Zhou J, Liu Z J, Zhao Y J 2011 Chin. Phys. B 20 114203

    [6]

    Yu C X, Augst S J, Redmond S M, Goldizen K C, Murphy D V, Sanchez A, Fan T Y 2011 Opt. Lett. 36 2686

    [7]

    Wirth C, Schmidt O, Tsybin I, Schreiber T, Eberhardt R, Limpert J, Tunnermann A, Ludewigt K, Gowin M, Have E, Jung M 2011 Opt. Lett. 36 3118

    [8]

    Wang X L, Zhou P, Ma Y X, Leng J Y, Xu X J, Liu Z J 2011 Opt. Lett. 36 3121

    [9]

    Geng C, Zhao B Y, Zhang E T, Luo W, Tan Y, Zhu Y G, Yang H N, Mu J B, Li X Y, Duan K L, Zhao W 2013 IEEE Photon. Technol. Lett. 25 1286

    [10]

    Vorontsov M, Weyrauch T, Beresnev L, Carhart G, Liu L, Aschenbach K 2009 IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 15 269

    [11]

    Geng C, Li X Y, Zhang X J, Rao C H 2011 Opt. Commun. 284 5531

    [12]

    Geng C, Tan Y, Mu J B, Li X Y 2013 Acta Phys. Sin. 62 024206 (in Chinese) [耿超, 谭毅, 牟进博, 李新阳 2013 62 024206]

    [13]

    Wang X, Wang X L, Zhou P, Su R T, Geng C, Li X Y, Xu X J, Shu B H 2013 Chin. Phys. B 22 024206

    [14]

    Lachinova S, Vorontsov M 2008 J. Opt. Soc. Am. A 25 1960

    [15]

    Geng C, Li X Y, Zhang X J, Rao C H 2011 Acta Phys. Sin. 60 114202 (in Chinese) [耿超, 李新阳, 张小军, 饶长辉 2011 60 114202]

    [16]

    Goodno G D, Weiss S B 2012 Opt. Express 20 14945

    [17]

    Wang X H, Fu Q, Shen F, Rao C H 2012 Opt. Express 20 4663

    [18]

    Bourdon P, Jolivet V, Bennai B, Lombard L, Goular D, Canat G, Vasseur O 2009 Proc. SPIE 7195 719527

    [19]

    Weyrauch T, Vorontsov M, Carhart G, Beresnev L, Rostov A, Polnau E, Liu J 2011 Opt. Lett. 36 4455

    [20]

    Geng C, Li X Y, Zhang X J, Rao C H 2012 Acta Phys. Sin. 61 034204 (in Chinese) [耿超, 李新阳, 张小军, 饶长辉 2012 61 034204]

    [21]

    Luo W, Geng C, Li X Y 2012 High Power Laser Part. Beams 24 1641 (in Chinese) [罗文, 耿超, 李新阳 2012 强激光与粒子束 24 1641]

    [22]

    Tan Y, Geng C, Luo W, Liu H M, Wu Y Y, Li X Y 2012 Chinese Patent 201210485286.8 (in Chinese) [谭毅, 耿超, 罗文, 刘红梅, 武云云, 李新阳 2012 中国专利 201210485286.8]

    [23]

    Geng C, Luo W, Li X Y, Tan Y, Wu Y Y, Liu H M, Mu J B 2013 Chinese Patent 201310161222.7 (in Chinese) [耿超, 罗文, 李新阳, 谭毅, 武云云, 刘红梅, 牟进博 2013 中国专利 201310161222.7]

  • [1] 王井上, 张瑶, 王军利, 魏志义, 常国庆. 飞秒光纤激光相干合成技术最新进展.  , 2021, 70(3): 034206. doi: 10.7498/aps.70.20201683
    [2] 钟哲强, 母杰, 王逍, 张彬. 基于紧聚焦方式的阵列光束相干合成特性分析.  , 2020, 69(9): 094204. doi: 10.7498/aps.69.20200034
    [3] 黄沛, 方少波, 黄杭东, 侯洵, 魏志义. 基于平衡光学互相关方法的超短脉冲激光相干合成技术.  , 2018, 67(24): 244204. doi: 10.7498/aps.67.20181851
    [4] 谭毅, 李新阳. 光束相干合成中填充因子对远场光强分布的影响.  , 2014, 63(9): 094202. doi: 10.7498/aps.63.094202
    [5] 周泽民, 曾新吾, 龚昌超, 赵云, 田章福. 大功率调制气流声源阵列的相干合成实验研究.  , 2013, 62(13): 134305. doi: 10.7498/aps.62.134305
    [6] 耿超, 谭毅, 牟进博, 李新阳. 多单元光纤激光阵列的倾斜控制实验研究.  , 2013, 62(2): 024206. doi: 10.7498/aps.62.024206
    [7] 粟荣涛, 周朴, 王小林, 冀翔, 许晓军. 不同波形脉冲激光的时域误差对相干合成的影响.  , 2012, 61(8): 084206. doi: 10.7498/aps.61.084206
    [8] 李建龙, 冯国英, 周寿桓, 李玮. 单口径相干合成系统激光光束的M2因子研究.  , 2012, 61(9): 094206. doi: 10.7498/aps.61.094206
    [9] 耿超, 李新阳, 张小军, 饶长辉. 基于目标在回路的三路光纤传输激光相干合成实验.  , 2012, 61(3): 034204. doi: 10.7498/aps.61.034204
    [10] 朱亚东, 肖虎, 王小林, 马阎星, 周朴. 利用全光纤结构Michelson腔实现两路高功率双包层光纤激光器相干合成.  , 2012, 61(5): 054210. doi: 10.7498/aps.61.054210
    [11] 连天虹, 王石语, 过振, 李兵斌, 蔡德芳, 文建国. 用于激光雷达的相干合成光束研究.  , 2011, 60(12): 124208. doi: 10.7498/aps.60.124208
    [12] 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. 大气湍流对多抖动法相干合成技术中相位调制信号的影响.  , 2011, 60(9): 094211. doi: 10.7498/aps.60.094211
    [13] 耿超, 李新阳, 张小军, 饶长辉. 倾斜相差对光纤激光相干合成的影响与模拟校正.  , 2011, 60(11): 114202. doi: 10.7498/aps.60.114202
    [14] 范馨燕, 刘京郊, 刘金生, 武敬力. 多阵元光纤相干列阵的理论与实验研究.  , 2010, 59(4): 2462-2470. doi: 10.7498/aps.59.2462
    [15] 王小林, 周朴, 马阎星, 马浩统, 许晓军, 刘泽金, 赵伊君. 基于随机并行梯度下降算法的多波长激光相干合成.  , 2010, 59(8): 5474-5478. doi: 10.7498/aps.59.5474
    [16] 韩伟涛, 侯蓝田, 耿鹏程. 双包层多芯光子晶体光纤自相干合成的数值分析与实验.  , 2010, 59(10): 7091-7095. doi: 10.7498/aps.59.7091
    [17] 王小林, 周朴, 马阎星, 马浩统, 许晓军, 刘泽金, 赵伊君. 基于随机并行梯度下降算法光纤激光相干合成的高精度相位控制系统.  , 2010, 59(2): 973-979. doi: 10.7498/aps.59.973
    [18] 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.  , 2008, 57(2): 853-859. doi: 10.7498/aps.57.853
    [19] 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.  , 2007, 56(2): 819-823. doi: 10.7498/aps.56.819
    [20] 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.  , 2006, 55(12): 6464-6469. doi: 10.7498/aps.55.6464
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-06-20
  • 修回日期:  2013-08-12
  • 刊出日期:  2013-11-05

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