组束激光的军事应用前景分析

由于美国的机载激光武器计划(ABL)存在着严峻的问题,故通过对组束激光效果的分析和数值模拟分析,结果表明组束激光具有一定的军事应用前景,可安装于战机上完成自卫防御功能。最后分析了组束激光实战应用存在的关键技术及问题。

组束激光大气传输远场功率密度的数值分析

从组束激光的耦合效率出发,对组束激光的输出功率进行了估计,结果表明该输出功率可以达到105瓦量级。基于此功率量级对组束激光的远场平均功率密度进行了分析,结果表明在弱湍流和热晕条件下,组束激光的有效作用距离约为km量级,具有一定的战术应用能力。

基于光纤组束激光的激光干扰技术研究

为了增强激光干扰技术的机动性和灵活性,迫切需要体积小、重量轻的高功率激光干扰源。通过理论分析和数值计算,结果表明,光纤组束激光具有接近80%的组束耦合效率,并可以达到10kW量级的输出功率。以硅材料CCD为例,该功率量级的组束激光可以有效地实施对光电探测器的饱和干扰以及由温升导致的硬损伤。光纤组束激光是一种新型的激光干扰源,在机载光电对抗领域具有广泛的应用前景。

光纤组束激光对可见光硅CCD的有效干扰距离分析

为了分析光纤组束激光对可见光硅CCD的有效干扰距离,对组束激光功率及可见光CCD的饱和阈值进行了分析。在弱湍流和热晕条件下对组束激光的远场功率密度进行了数值计算,计算结果表明该条件下组束激光对可见光CCD的有效干扰距离达到10km左右,组束激光是未来实施光电干扰的又一有效途径。

光纤组束激光的工业加工应用前景分析

为了分析光纤组束激光的工业加工应用前景,对组束激光的角偏移和腔耦合效率进行了理论分析和数值计算,结果表明组束激光输出功率可以达到10kW量级。结合双光栅组束结构,对组束激光的光束质量进行控制,结果表明此条件下优化的组束激光光束质量可以达到1.4左右。光纤组束激光在输出功率和光束质量两方面均满足工业加工的应用需求。

机载软杀伤光源光纤激光组束方法的选择

简单介绍了光纤激光相干和非相干组束方法,理论上分析了非相干和相干组束的光纤个数。结果表明,非相干组束方法可以实现几百根光纤激光的合成,组束功率可以达到10kW量级,而相干组束方法只能实现大约10根光纤激光的合成。显然,非相干组束方法是实现机载软杀伤激光光源的理想选择。

基于光纤激光组束的激光推进技术

介绍了激光推进技术的原理及其优势,重点分析了激光推进光源的选择。光纤激光器通过激光组束技术可达到10kW量级的输出功率,并且具有传统TEA脉冲CO2激光器不可比拟的优势,是激光推进光源的理想选择。

受激布里渊散射相位共轭激光组束规律

提出了一种新的 SBS激光组束的方法。此方法中 ,一束按时间分布的激光脉冲序列作为泵浦光从 SBS放大池的一端入射 ,另一束 Stokes频移种子光从 SBS池的另一端入射 ,Stokes种子光在 SBS池的相互作用区提取泵浦光能量。研究了组束效率和输出脉宽随脉冲串个数、间隔和泵浦功率密度等的变化规律。

光学参数对非相干光纤激光组束效果的影响

提高非相干光纤激光组束功率,需要尽可能大的光栅衍射效率。通过理论分析和数值仿真,结果表明PTR布拉格光栅存在最佳厚度,并且光栅衍射效率随着光栅频率和组束波长带宽的减小而增大。在光纤阵列宽度一定的条件下,存在最佳光栅频率值使得总体衍射效率取极大值。实际应用中应选取光栅频率200～700mm-1,组束波长带宽0～20nm,在此基础上进一步设计组束光学系统的其他参数。

对非相干光纤激光组束耦合效率的仿真研究

为了提高非相干光纤激光组束系统的耦合效率,需要分析影响耦合效率的各参数。理论分析及仿真研究结果表明,较小的高斯模场纵向偏移、离焦度和透镜焦距,较大的光栅周期对提高耦合效率是有利的,并且还存在最佳的光斑半径。在优化的系统参数基础上,系统的平均耦合效率可以达到58.1%。

空间光通信激光相干组束技术研究

介绍多种在输出功率得以提高的同时保持好的光束质量的激光相干组束技术原理.综合分析并评述激光相干组束技术研究状况,对主动相位控制和被动相位控制两种技术方案进行比较,基于主振荡放大的主动相位控制方案可以获得接近衍射极限、稳定、远场高亮度的光束,可为构建高效、可靠的长距离、高速率空间光通信系统提供技术支撑,对认识激光相干组束技术的发展趋势,研究空间激光通信系统具有一定的参考价值.

体布拉格光栅用于高功率光谱组束的研究

使用透射型体布拉格光栅组束两束光纤激光,实现了856 W光谱组束输出。总的光谱组束效率为73.7%,组束光束的横向质量因子为7.9,纵向质量因子为2.7。研究结果显示,虽然体光栅的角色散严重影响衍射光束的光束质量,但其并不影响透射光束的光束特性。由于当前宽谱光纤激光器的输出功率远大于窄线宽输出,使用宽谱光纤激光器(光谱带宽超过4nm)作为透射光束,能够在不降低组束效率和组束光束质量的前提下,有效提升使用体布拉格光栅进行光谱组束的总输出功率。

利用不等间隔方法提高非相干组束的衍射效率

文章采用不等间隔方法,使得衍射效率高的部分占有较多的组束激光束,在光栅频率f=200mm-1,光栅厚度t=2mm条件下,不等间隔组束方法下的系统平均衍射效率较等间隔方法升高14%。

基于二向色镜的高功率激光组束实验研究

开展了基于二向色镜的三路高功率激光组束实验研究,将中心波长分别为1059、1075、1090 nm的4 kW近单模光纤激光器进行组束,实现了11.34 kW的激光输出,组束效率超过95%。随着输出功率的提升,二向色镜温升越来越高,光束质量相较于子光束呈现逐步退化的趋势,当满功率时,组束激光在两个方向的光束质量分别为M^(2)x=2.941和M^(2)y=3.183。分析了影响组束效率和光束质量的原因,并对二向色镜基底厚度对光束质量的影响规律进行了实验研究,为进一步优化组束激光的光束质量提供重要参考。

液体SBS在高功率激光中的应用(特邀)

基于液体介质的受激布里渊散射(stimulated Brillouin scattering, SBS)因其具有大能量负载、高能量转换效率、对纳秒脉冲的高效率压缩、相位共轭特性、改善光束质量、高量子转换效率等诸多优点广泛应用于高功率激光系统中。液体SBS相位共轭、脉冲压缩和激光组束等作为重要的研究方向,得到了研究学者的广泛关注和研究。本文介绍了SBS的基本原理和不同SBS增益介质特性,回顾了液体SBS相位共轭镜、脉冲压缩器和激光组束在高功率激光系统中的研究进展并对发展方向进行了展望。

高功率光纤激光器专利技术综述

高功率光纤激光器凭借其优良特性被广泛应用于光通信、医疗和国防等领域,是实现全光网络的核心器件。本文介绍了高功率光纤激光器专利申请情况,重点分析了高功率光纤激光器的关键技术演进,以期对相关企业、科研院所研究人员有所借鉴。

基于布里渊放大的非共线四束激光串行组束的研究

理论上分析了基于布里渊放大的非共线组束结构中组束效率的影响因素,结果表明,当Stokes种子光和抽运光的夹角限制在90 mrad范围内时,组束效率可以达到80%以上.根据数值模拟的结果,设计了非共线四束激光组束的实验,实现了四束工作频率为10 Hz,能量分别为70.4 mJ,71.3 mJ,78.9 mJ,70.1 mJ的激光组束,组束输出能量为189 mJ.为了进一步简化结构和降低系统损耗,设计了适用于多束激光非共线组束的介质池结构.

非相干光纤激光组束中光栅参数的确定

光栅衍射效率是非相干光纤激光组束系统的关键,理论分析和数值仿真表明光栅衍射效率随着光栅频率和光栅厚度的减小而增大。全面综合考虑光栅频率应该选取在200mm-1和400mm-1之间,光栅厚度在1mm到2mm之间。同时提出了一种不等间隔方法提高系统总体衍射效率,该方法较等间隔条件下衍射效率提高了0.1651。

非相干光纤激光组束中光栅衍射效率的研究

提高非相干光纤激光组束的组束功率,需要增大光栅对组束激光的衍射效率。通过理论分析和数值仿真,结果表明对中心激光入射角偏移及组束光角偏移的精确控制是提高光栅衍射效率的光健,高的衍射效率对应较大的光栅周期和较小的光栅厚度。对于中心激光入射波长1060nm,应选择光栅频率200~400mm-1,对应的光栅厚度2~4mm。

高功率非相干光纤激光组束方法研究

提高非相干光纤激光组束功率需要较高的光栅衍射效率,通过理论分析和数值仿真,结果表明光栅衍射效率对组束中心波长不敏感,而随着组束波长带宽的增大而急剧减小。为了增加可参与组束的光纤激光器数目,同时确保较高的光栅衍射效率,应将光栅频率f控制在200-400mm^-1,光栅厚度t在1-2mm,理论上可以获得10kW量级的组束激光。