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畸变光束远场光强叠加特性研究

吴超,  赵雅慧,  张蓉竹

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吴超, 赵雅慧, 张蓉竹. 畸变光束远场光强叠加特性研究[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2437-2441.
引用本文: 吴超, 赵雅慧, 张蓉竹. 畸变光束远场光强叠加特性研究[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2437-2441.
shu
Wu Chao, Zhao Yahui, Zhang Rongzhu. Irradiance superposition characteristic of distorted beams in far field[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(8): 2437-2441.
Citation: Wu Chao, Zhao Yahui, Zhang Rongzhu. Irradiance superposition characteristic of distorted beams in far field[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(8): 2437-2441.
shu

畸变光束远场光强叠加特性研究

  • 1.

    四川大学 电子信息学院,四川 成都 610065

基金项目: 

国家高技术发展计划（2012AA8042038）;四川省教育厅创新团队资助项目（13TD0048）

详细信息
    作者简介:

    吴超（1987- ），男，硕士生，主要从事光电子技术方面的研究。Email：cxzswc@163.com

  • 中图分类号: TN248

Irradiance superposition characteristic of distorted beams in far field

  • 1.

    College of Electronics and Information Engineering,Sichuan University,Chengdu 610065,China

  • 摘要: 在远场将阵列激光的光强进行叠加是获取高功率激光输出的一种有效方法，由于激光在传输过程中会产生波前相位畸变，进而导致远场光强分布不匀滑。基于惠更斯-菲涅耳原理，建立了多束具有随机相位畸变的二维矩形阵列高斯光束非相干合成模型。模拟了光强合成过程远场焦斑的质量变化，计算了远场焦斑RMS和PSD与合成光束数量之间的关系。结果表明：光束非相干合成不仅能够有效提高激光的输出功率，还可以使畸变光束合成后的焦斑分布更加匀滑，提高光束的质量。
    Abstract: Irradiance superposition of laser array in far filed is an effective way to achieve output laser beam with high power and high beam quality. However, the wavefront of laser beams will distort in the process of transmission. Because of the distortion of wavefront, in the far-field the irradiance distributions are not smooth anymore. Based on the Huggens-Fresnel principle, the incoherent beams combination model of random phase distorted Gaussian beams with 2D rectangular symmetry array was established. The variation of far-filed focus quality in beams combination was simulated. The relationships between PSD as well as RMS in the far field and the number of combination beams were calculated. The analytical and numerical calculation results were given to illustrate that incoherent combination of Gaussian beams not only can raise the output power, but also improve the quality of output laser.
  • [1] Zhou Shouhuan. The heat management of the solid-state lasers[J]. Chinese Journal of Quantum Electronics, 2005, 22(4): 497-509. (in Chinese)
    [2]
    [3] Fan T Y. Laser beam combining for high-power, high-radiance sources[J]. IEEE J Sel Top Quantum Electron, 2005, 11(3): 567-577.
    [4] 周寿桓. 固体激光器中的热管理[J]. 量子电子学报， 2005, 22(4): 497-509.
    [5]
    [6] Cheng Yong, Liu Yang, Xu Lixin. Recent progresses and development of fiber laser combining technology[J]. Infrared and Laser Engineering, 2007, 36(2): 163-166. (in Chinese)
    [7] Zhao Na, Tang Chun, Xie Gang, et al. Numerical simulation on coherent combination of multi-beam super-Gaussian laser[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2007, 19(11): 1779-1782. (in Chinese)
    [8]
    [9] Yu Daoyin, Tan Hengying. Engineering Optics[M]. Beijing: China Machine Press, 2006: 382-383. (in Chinese)
    [10]
    [11] Su Xianyu, Li Jitiao. Information Optics [M]. Beijing: Science Press, 1999: 3-5. (in Chinese)
    [12] 程勇, 刘洋, 许立新. 激光相干合成技术研究新动向[J]. 红外与激光工程, 2007, 36(2): 163-166.
    [13]
    [14] Zhang Rongzhu, Shi Qikai. Jiang Tengjiao, et al. RMS gradient analysis of the high power laser system components[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2003, 15(2): 129-131. (in Chinese)
    [15]
    [16] Zhang Rongzhu, Cai Bangwei, Yang Chunlin, et al. Numerical method of the power spectral density[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2000, 12(6): 661-664. (in Chinese)
    [17] Manes K R, Simmons W W. Statistical optics applied to high-power glass lasers[J]. J Opt Soc Am A, 1985, 2(4): 528-538.
    [18] 赵娜, 唐淳, 谢刚, 等. 多束超高斯激光相干合成的数值模拟[J]. 强激光与粒子束, 2007, 19(11): 1779-1782.
    [19]
    [20] Sheng Zhou, Xie Shiqian, Pan Chengyi. Probability Theory and Mathematical Statistics[M]. 4th ed. Beijing: Higher Education Press, 2008: 76-83. (in Chinese)
    [21]
    [22] Goodman J W. Statistical Optics[M]. New York: John Wiley Sons, 1985: 34-37.
    [23] Lv Baida, Ji Xiaoling, Luo Shirong, et al. Parametric characterization of laser beams and beam quality[J]. Infrared and Laser Engineering, 2004, 33(1): 14-17. (in Chinese)吕百达, 季小玲, 罗时荣, 等. 激光的参数描述和光束质量[J]. 红外与激光工程, 2004, 33(1): 14-17.
    [24] 郁道银, 谈恒英. 工程光学[M]. 北京: 机械工业出版社, 2006: 382-383.
    [25]
    [26]
    [27] 苏显渝, 李继陶. 信息光学[M]. 北京: 科学出版社, 1999: 3-5.
    [28]
    [29]
    [30] 张蓉竹, 石琦凯, 江腾蛟, 等. 强激光系统光学元件波前相位梯度分析[J]. 强激光与粒子束, 2003, 15(2): 129-131.
    [31]
    [32]
    [33] 张蓉竹, 蔡邦维, 杨春林, 等. 功率谱密度的数值计算方法[J]. 强激光与粒子束, 2000, 12(6): 661-664.
    [34]
    [35]
    [36]
    [37] 盛骤, 谢式千, 潘承毅. 概率论与数理统计[M]. 4版. 北京: 高等教育出版社, 2008: 76-83.
    [38]
    [39]
  • [1] 王路达, 吴伟冲, 朱占达, 白振旭, 惠勇凌, 雷訇, 李强.  基于光谱合束的双波长输出Nd:YAG固体激光器 . 红外与激光工程, 2024, 53(1): 20230411-1-20230411-6. doi: 10.3788/IRLA20230411
    [2] 周朴, 姚天甫, 范晨晨, 李阳, 郝修路, 陈薏竹, 马小雅, 许将明, 肖虎, 冷进勇, 刘伟.  拉曼光纤激光：50年的历程、现状与趋势（特邀） . 红外与激光工程, 2022, 51(1): 20220015-1-20220015-19. doi: 10.3788/IRLA20220015
    [3] 付敏, 李智贤, 王泽锋, 陈子伦.  高光束质量3×1光纤功率合束器的研制 . 红外与激光工程, 2022, 51(5): 20210354-1-20210354-7. doi: 10.3788/IRLA20210354
    [4] 淡金川, 谭少阳, 王邦国, 肖垚, 邓国亮, 王俊.  波导结构对905 nm隧道结级联半导体激光器的光束质量和功率的影响 . 红外与激光工程, 2022, 51(5): 20210979-1-20210979-7. doi: 10.3788/IRLA20210979
    [5] 李国会, 杜应磊, 徐宏来, 向汝建, 吴晶, 谢川林, 周志强, 刘章文, 向振佼, 张秋实.  双变形镜对Yb:YAG板条激光器光束质量校正技术 . 红外与激光工程, 2022, 51(8): 20210800-1-20210800-11. doi: 10.3788/IRLA20210800
    [6] 白翔, 何洋, 于德洋, 张阔, 陈飞.  小型化高光束质量MgO: PPLN中红外光参量振荡器 . 红外与激光工程, 2020, 49(7): 20190512-1-20190512-6. doi: 10.3788/IRLA20190512
    [7] 魏勇, 范一鸣, 李宏民, 陶家友, 钱坤, 周岳平.  激光V型腔参量对输出性能的影响 . 红外与激光工程, 2019, 48(1): 105004-0105004(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0105004
    [8] 周松青, 黄珂, 沈炎龙, 易爱平, 瞿谱波.  电激励重频HF激光器非稳腔设计及实验研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1005002-1005002(6). doi: 10.3788/IRLA201948.1005002
    [9] 柏刚, 沈辉, 杨依枫, 赵翔, 张璟璞, 何兵, 周军.  光谱合成激光阵列指向偏差的光束特性分析 . 红外与激光工程, 2018, 47(1): 103010-0103010(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0103010
    [10] 陈海东, 赵坤, 史学舜, 刘长明, 刘玉龙, 刘红博.  基于长波红外探测器绝对光谱响应度测量的激光源 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1205002-1205002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1205002
    [11] 景文博, 张汝平, 王晓曼, 赵洁, 杨世钰, 高洋洋.  CCD的非线性响应特性对光束质量测量的影响及修正 . 红外与激光工程, 2017, 46(8): 817004-0817004(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0817004
    [12] 赵坤, 史学舜, 刘长明, 刘玉龙, 陈海东, 刘红博, 陈坤峰, 李立功.  用于探测器中红外绝对光谱响应度测量的激光源 . 红外与激光工程, 2016, 45(7): 705005-0705005(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0705005
    [13] 张阔, 陆君, 杨贵龙, 陈飞, 李殿军, 郑长彬, 郭劲.  大功率TEA CO2 激光远场发散角评估方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2286-2291.
    [14] 贾冠男, 尧舜, 潘飞, 高祥宇, 王智勇.  探针扫描法快速测量半导体激光阵列Smile效应 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3576-3579.
    [15] 李峙, 尧舜, 高祥宇, 潘飞, 贾冠男, 王智勇.  半导体激光器堆栈快轴光束质量计算的研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(1): 85-90.
    [16] 王静, 张宇, 吕品, 孙全.  激光仿真系统中非理想光源的模拟方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3527-3532.
    [17] 张世强, 蔡雷, 张政, 卢慧玲, 周松青, 瞿谱波.  超连续谱激光光束质量特性 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1428-1432.
    [18] 董繁龙, 赵方舟, 葛廷武, 王智勇.  光纤弯曲对掺镱光纤激光器光束质量的影响 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3565-3569.
    [19] 郭汝海, 陈宁, 时魁, 王兵, 施龙.  高功率激光系统中内光路热变形的仿真及实验研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 2925-2930.
    [20] 汤伟, 郭劲, 邵俊峰, 郭汝海, 王挺峰.  激光重频对脉冲非稳腔TEA CO2激光远场传输特性的影响分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2380-2385.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-12-20
  • 修回日期:  2014-01-24
  • 刊出日期:  2014-08-25

畸变光束远场光强叠加特性研究

  • 1. 四川大学 电子信息学院,四川 成都 610065
    • 作者简介:

    吴超（1987- ），男，硕士生，主要从事光电子技术方面的研究。Email：cxzswc@163.com

  • 收稿日期: 2013-12-20
  • 修回日期: 2014-01-24
  • 刊出日期: 2014-08-25
基金项目:

国家高技术发展计划（2012AA8042038）;四川省教育厅创新团队资助项目（13TD0048）

  • 中图分类号: TN248

摘要: 在远场将阵列激光的光强进行叠加是获取高功率激光输出的一种有效方法，由于激光在传输过程中会产生波前相位畸变，进而导致远场光强分布不匀滑。基于惠更斯-菲涅耳原理，建立了多束具有随机相位畸变的二维矩形阵列高斯光束非相干合成模型。模拟了光强合成过程远场焦斑的质量变化，计算了远场焦斑RMS和PSD与合成光束数量之间的关系。结果表明：光束非相干合成不仅能够有效提高激光的输出功率，还可以使畸变光束合成后的焦斑分布更加匀滑，提高光束的质量。

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