光纖激光相控陣技術研究方面取得新進展

　　日前，中科院光電技術研究所自適應光學重點實驗室李新陽、耿超課題組在光纖激光相控陣技術研究方面取得新進展：以雙向收發(fā)的自適應光纖準直器為基礎模塊，構建了整體口徑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)境下實現了光纖激光的相干組束和高效傳輸控制。該研究中，通過對信標光的分孔徑自適應耦合接收，實時校正各單元孔徑發(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鎖相控制結合，實現了室內模擬動態(tài)湍流下七單元激光束于遠場的相干合成。實驗中所用的核心像差校正器件—自適應光纖準直器(AFOC)和壓電光纖相位補償器(PZT PC)均為自適應光學重點實驗室課題組自行研制，并已獲得6項相關發(fā)明專利的授權。相關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量的擴展實現對激光發(fā)散角的壓縮;同時，在體積、重量和功耗等方面優(yōu)于經典的整體式單孔徑激光發(fā)射技術。已有的理論和實驗結果表明，以自適應光纖準直器為基礎模塊的光纖激光相控陣具有補償大氣湍流效應的能力。因此，激光相控陣技術在激光大氣傳輸、空間激光通信、激光雷達等領域有著廣泛的應用前景。本研究成果的意義在于，首次實現了光纖激光相控陣的共孔徑高效雙向收發(fā)，結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，為激光相控陣技術的實際應用提供了重要參考。

　　該工作得到了國家自然科學基金(61675205)、中科院創(chuàng)新基金(CXJJ-15S096)和中科院西部青年學者等項目的支持。　

　　圖1 七單元光纖激光的相干組束和傳輸控制實驗原理圖

　　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驗結果

　　圖3 七單元光纖激光相干組束的傳輸控制實驗結果(遠場)