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主动相位控制光纤激光相干合成技术研究

光学学报 2023年第17期43卷 3-30页

作者：周朴粟荣涛马阎星吴坚马鹏飞李灿王小林冷进勇张雨秋任帅常洪祥龙金虎王涛蒋敏李俊国防科技大学前沿交叉学科学院湖南长沙410073 国防科技大学南湖之光实验室湖南长沙410073 国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室湖南长沙410073 国防科技大学信息通信学院湖北武汉430035 国防科技大学试验训练基地陕西西安710106

主动相位控制光纤激光相干合成是突破单束光纤激光功率极限,实现更高功率输出,同时保持高光束质量的有效技术途径。本文结合国内外研究进展,介绍近20年来课题组在相关领域取得的代表性成果,并对未来发展方向进行分析研判。

关键词：光纤激光相干合成主动相位控制

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主动相位控制的脉冲激光相干合成技术

通讯世界（下半月） 2014年第11期 42-43页

作者：熊莉琪四川九洲电器集团有限责任公司四川绵阳621000

脉冲光纤激光在非线性频率变换、雷达观测、遥感技术等领域均有着重要的应用。本文基于此,分析了几种常见的主动相位控制的脉冲激光相干合成技术,并分别论述了其实现原理及优缺点,望对相关的研究人员带来些许帮助。

关键词：主动相位控制脉冲激光相干合成技术

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主动相位控制的脉冲激光相干合成技术

通讯世界 2014年第22期 42-43页

作者：熊莉琪四川九洲电器集团有限责任公司

关键词：主动相位控制脉冲激光相干合成技术

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模拟退火算法光纤放大器相干合成

强激光与粒子束 2010年第5期22卷 973-977页

作者：周朴马阎星王小林马浩统许晓军刘泽金国防科学技术大学光电科学与工程学院长沙410073

提出了利用模拟退火算法实现相干合成的思路。对利用模拟退火算法实现多路光纤放大器相干合成进行了数值模拟,验证了方法的有效性,并分析了算法收敛速度与合成光束数目的关系。进行了两路W量级光纤放大器相干合成的实验,结果表明,模拟... 详细信息

提出了利用模拟退火算法实现相干合成的思路。对利用模拟退火算法实现多路光纤放大器相干合成进行了数值模拟,验证了方法的有效性,并分析了算法收敛速度与合成光束数目的关系。进行了两路W量级光纤放大器相干合成的实验,结果表明,模拟退火算法能够有效控制各路光纤激光的相位,系统闭环将目标圆孔内的能量提高了1.8倍,并使得目标圆孔内能量大于理想值80%的概率从19.4%提升到了51.3%,取得了较为明显的相干合成效果。

关键词：光纤放大器相干合成模拟退火算法主动相位控制随机并行梯度下降算法

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空间光通信激光相干组束技术研究

空间控制技术与应用 2015年第4期41卷 30-35页

作者：李沼云覃波付益张昕覃良标黄芳张明宇中国电子科技集团公司第34研究所桂林541004

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... 详细信息

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.

关键词：空间光通信激光相干组束主动相位控制被动相位控制

基于SPGD算法的多路激光主动相干合成技术研究与实现

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基于SPGD算法的多路激光主动相干合成技术研究与实现

作者：彭艳电子科技大学

学位级别：硕士

高能激光在国防、工业等领域开始得到越来越广泛的应用,受到一些因素的影响,单束激光输出功率受到限制,而激光光束合成技术可以实现高功率激光输出。其中,激光主动相干合成技术具有系统扩展性强、合成效率高的优点。实现对激光相位的控... 详细信息

高能激光在国防、工业等领域开始得到越来越广泛的应用,受到一些因素的影响,单束激光输出功率受到限制,而激光光束合成技术可以实现高功率激光输出。其中,激光主动相干合成技术具有系统扩展性强、合成效率高的优点。实现对激光相位的控制是主动相干合成技术的关键。论文以相位控制技术为根本,开展了多路激光主动相干合成技术研究,主要内容如下:首先,论文梳理了激光相干合成的基本理论。通过对主动相位控制算法——随机并行梯度下降(Stochastic Parallel Gradient Descen,SPGD)算法进行理论分析,梳理出SPGD算法中固定增益系数γ和扰动幅度δ导致算法的收敛速度和收敛效果矛盾从而限制相干合成系统收敛速度的问题。于是,从增益系数方面结合Nadam算法提出自适应增益SPGD(Nadam-SPGD)算法;从扰动幅度方面结合分段扰动思想提出变扰动幅度SPGD算法。在论文研究的输入性限制条件下,完成了基于SPGD算法及其改进算法的多路激光主动相干合成的方案设计。然后,论文利用仿真分析的手段,验证基于SPGD算法及其改进算法的多路激光相干合成方案的可行性及有效性。结果表明SPGD算法及其改进算法可有效补偿光束间相位差,完成多路光束相干合成。其中,基于Nadam-SPGD算法和变扰动幅度SPGD算法的相干合成的收敛速度和收敛效果均优于SPGD算法。最后,论文通过搭建32路激光相干合成实验平台,验证基于SPGD算法及其改进算法的多路激光主动相干合成的可行性和有效性。实验结果为:SPGD算法、变扰动幅度SPGD算法以及自适应增益SPGD算法均可实现32路激光相干合成,对应的系统控制带宽分别为:506Hz,737Hz,1327Hz,系统闭环时性能评价函数(电压值)分别是开环时的4.047、4.676、4.837倍。通过分析系统的性能指标,可知基于SPGD算法的改进算法的相干合成系统的收敛速度(控制带宽)及收敛效果优于SPGD算法,且系统性能指标满足研制要求。通过理论分析、仿真及实验验证,得知:论文所设计的基于SPGD算法的32路激光相干合成方案是可行的;论文提出的SPGD算法的改进算法——自适应增益SPGD(Nadam-SPGD)算法和变扰动幅度SPGD算法,均可有效控制光束相位,完成32路光束相干合成,且在一定程度上提高系统的收敛效果和收敛速度。

关键词：激光相干合成主动相位控制 SPGD算法自适应增益SPGD算法变扰动幅度SPGD算法

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激光相干合成的研究进展

中国激光 2009年第11期36卷 2773-2779页

作者：刘泽金侯静许晓军冯莹周朴陈子伦马阎星王小林雷兵曹涧秋国防科学技术大学光电科学与工程学院湖南长沙410073

基于相干合成的新型高能激光体系结构是高能激光技术发展的重要方向。报道利用主动相位控制和自组织相干实现多路光纤放大器以及光纤-板条混合放大链路相干合成的最新实验结果。

关键词：高能激光系统相干合成主动相位控制自组织