光纖激光相控陣技術(shù)研究方面取得新進(jìn)展

　　日前，中科院光電技術(shù)研究所自適應(yīng)光學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李新陽(yáng)、耿超課題組在光纖激光相控陣技術(shù)研究方面取得新進(jìn)展：以雙向收發(fā)的自適應(yīng)光纖準(zhǔn)直器為基礎(chǔ)模塊，構(gòu)建了整體口徑100 mm的七單元激光收發(fā)陣列(光纖激光相控陣)，于湍流環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了光纖激光的相干組束和高效傳輸控制。該研究中，通過對(duì)信標(biāo)光的分孔徑自適應(yīng)耦合接收，實(shí)時(shí)校正各單元孔徑發(fā)射激光傳輸路徑上的波前傾斜像差;將以上方法與光纖激光陣列的主動(dòng)鎖相控制結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)模擬動(dòng)態(tài)湍流下七單元激光束于遠(yuǎn)場(chǎng)的相干合成。實(shí)驗(yàn)中所用的核心像差校正器件—自適應(yīng)光纖準(zhǔn)直器(AFOC)和壓電光纖相位補(bǔ)償器(PZT PC)均為自適應(yīng)光學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室課題組自行研制，并已獲得6項(xiàng)相關(guān)發(fā)明專利的授權(quán)。相關(guān)研究成果以李楓為第一作者發(fā)表于IEEE Photonics Journal 和 IEEE Photonics Technology Letters。

　　光纖激光相控陣可通過合成單元數(shù)量的擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)對(duì)激光發(fā)散角的壓縮;同時(shí)，在體積、重量和功耗等方面優(yōu)于經(jīng)典的整體式單孔徑激光發(fā)射技術(shù)。已有的理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，以自適應(yīng)光纖準(zhǔn)直器為基礎(chǔ)模塊的光纖激光相控陣具有補(bǔ)償大氣湍流效應(yīng)的能力。因此，激光相控陣技術(shù)在激光大氣傳輸、空間激光通信、激光雷達(dá)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。本研究成果的意義在于，首次實(shí)現(xiàn)了光纖激光相控陣的共孔徑高效雙向收發(fā)，結(jié)合本課題組前期在基于光纖器件的相干偏振合成研究方面取得的研究成果，為激光相控陣技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供了重要參考。

　　該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金(61675205)、中科院創(chuàng)新基金(CXJJ-15S096)和中科院西部青年學(xué)者等項(xiàng)目的支持?！?/p>

　　圖1 七單元光纖激光的相干組束和傳輸控制實(shí)驗(yàn)原理圖

　　圖2 相控陣分孔徑在傾斜控制開、閉環(huán)下的光纖耦合接收效率實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　圖3 七單元光纖激光相干組束的傳輸控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果(遠(yuǎn)場(chǎng))