偏振和相位同步控制的高功率共孔径相干合成系统及方法技术方案

本发明专利技术提出一种偏振和相位同步控制的高功率共孔径相干合成系统及方法，对参与合成的两路非保偏光纤激光，采用偏振合束器作为合成元件，实现了两路非保偏光纤激光基于偏振和相位同步控制的千瓦级共孔径相干合成。当参与合成的两路非保偏光纤激光的输出功率分别为702W和696W，通过同步进行偏振和相位控制，实现了近单模线偏振合成激光最高功率为1090W的突破，偏振控制效率为88.6％，相位控制效率为88.2％。由于采用该方案合成后的输出激光仍然是线偏振激光，理论上还可继续用于进行下一级的共孔径相干合成，因此，本技术对于合成系统的可选光源和激光路数拓展具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光纤激光，尤其是一种偏振和相位同步控制的高功率共孔径相干合成系统及方法。

技术介绍

1、多路高功率光纤激光的相干合成是将激光输出功率扩展到数十乃至数百千瓦的有效技术方案。传统的共孔径相干合成系统采用窄线宽线偏振光源作为单元光束，通过相位控制使各路激光光束形成稳定的相干干涉，从而实现合成激光亮度的提升。也就是说传统的相干合成系统是基于多路线偏振激光光源实现的，因此只需进行相位控制即可，无需考虑偏振控制。

2、就当前高功率窄线宽光纤激光的技术发展现状而言，线偏振光纤激光的经济成本和功率提升难度均高于非保偏光纤激光。因此将非保偏光纤激光引入相干合成系统对于降低系统成本和提升功率具有重要的现实意义。然而，基于多路非保偏光纤激光构建相干合成系统时，除了要进行相位控制之外，还需同时进行偏振控制。因为非保偏光纤激光的偏振态是随时变化的，若要应用于相干合成系统，首先需要进行偏振控制，将其转换为线偏振激光，才能用于后续的相干合成。

3、现有偏振控制技术主要是针对单路激光实施偏振控制，若要应用于相干合成系统，至少需要针对两路以上激光光源同本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.偏振和相位同步控制的高功率共孔径相干合成方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的偏振和相位同步控制的高功率共孔径相干合成方法，其特征在于，所述第一路非保偏光纤激光和第二路非保偏光纤激光各自对应的传输子光路间的光程一致。

3.偏振和相位同步控制的高功率共孔径相干合成系统，其特征在于，包括：

4.根据权利要求3所述的偏振和相位同步控制的高功率共孔径相干合成系统，其特征在于，两路非保偏光纤激光生成单元包括包括种子激光源、初始相位调制系统、保偏预放大器以及1:2的保偏分束器；所述种子源为单频线偏振种子源，输出设定任意中心波长的单频种子激光，初始相...

【技术特征摘要】

1.偏振和相位同步控制的高功率共孔径相干合成方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的偏振和相位同步控制的高功率共孔径相干合成方法，其特征在于，所述第一路非保偏光纤激光和第二路非保偏光纤激光各自对应的传输子光路间的光程一致。

3.偏振和相位同步控制的高功率共孔径相干合成系统，其特征在于，包括：

4.根据权利要求3所述的偏振和相位同步控制的高功率共孔径相干合成系统，其特征在于，两路非保偏光纤激光生成单元包括包括种子激光源、初始相位调制系统、保偏预放大器以及1:2的保偏分束器；所述种子源为单频线偏振种子源，输出设定任意中心波长的单频种子激光，初始相位调制系统对单频种子激光进行线宽展宽，保偏预放大器对种子激光进行功率放大，功率放大后的种子激光输入所述1:2的保偏分束器进行分束并进入后续的非保偏光纤激光放大链路进行功率放大，得到第一路非保偏光纤激光和第二路非保偏光纤激光。

5.根据权利要求4所述的偏振和相位同步控制的高功率共孔径相干合成系统，其特征在于，所述初始相位调制系统将单频种子激光进行线宽展宽至0.1nm量级，能有效降低受激布里渊散射增益，从而抑制sbs效应。

6.根据权利要求3或4或5所述的偏振和相位同步控制的高功率共孔径相干合成系统，其特征在于，所述与第一路非保偏光纤激光对应的第一传输子光路、与第二路非保偏光纤激光对应的第二传输子光路上均依次设置有相位调制器、光纤延迟线、偏振控制器、非保偏光纤激光放大链路以及准直器。

7.根据权利要求6所述的偏振和相位同步控制的高功率共孔径相干合成系统，其特征在于，所述第一传输子光路和第二传输子光路的光程一致。

8.根据权利要求6所述的偏振和相位同步控制的高功率共孔径相干合成系统，其特征在于，非保偏光纤激光放大链路包括非保偏的预放大器和非保偏的主放...

【专利技术属性】
技术研发人员：任帅，马鹏飞，常洪祥，陈益沙，陈琪，常琦，刘伟，姚天甫，粟荣涛，马阎星，王小林，王泽锋，周朴，陈金宝，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：