光机所利用拉曼光纤放大器和谐振倍频实现了钠导星激光器

来源:    关键词:上海光机所, 钠导星激光器, 谐振倍频,    发布时间:2019-11-11

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大气湍流是大气中的一种重要运动形式,它的存在使大气中的动量、热量、水气和污染物的垂直和水平交换作用明显增强,远大于分子运动的交换强度。大气湍流的存在同时对光波、声波和电磁波在大气中的传播产生一定的干扰作用。当光线通过大气层时,波前会发生畸变,使得地面的大型天文望远镜不能达到预期的分辨率。


天文观测,星地激光通信、空间碎片激光跟踪与清理等都受大气湍流的制约,需要钠导星自适应光学技术来补偿波前畸变。


中科院上海光机所采用基于窄线宽拉曼光纤放大器和谐振倍频的技术方案,实现了高功率、运转模式与光谱特性灵活的结构紧凑的钠导星激光器。基于光纤的钠导星激光器,因其运转方式与光谱特性的灵活性,以及光纤激光器高效率、小体积和鲁棒性的优势,是理想的天文用钠导星激光器。


采用基于窄线宽拉曼光纤放大器和谐振倍频的技术方案,实现了高功率、运转模式与光谱特性灵活、结构紧凑的钠导星激光器。采用自适应光学技术来补偿大气湍流引起的波前畸变,实现高分辨成像。钠导星激光器在自适应光学系统中的应用价值,经历了染料激光器、固体激光器、光纤激光器三个发展历程。染料钠导星激光器是最早获得工程应用的激光器,但由于体积较大、稳定性及可靠性较差等缺点逐渐遭到淘汰。固体钠导星激光器又分为和频(SFG)、受激拉曼散射(SRS)及光参量放大器(OPA)3种类型,其中和频方式应用最为广泛。光纤钠导星激光器是近几年迅猛发展起来的一类新型激光器,尤其是基于拉曼光纤放大器倍频的连续单频钠导星激光器,输出功率已突破了50 W。高功率拉曼光纤激光器、高功率窄线宽光纤放大器、高效率谐振腔倍频等核心关键技术。光纤钠导星激光器国际最高水平,光束质量近衍射极限。


是利用强激光在光纤中传输时的三阶非线性效应—受激拉曼散射效应来工作的。如果一个弱信号光与一个强泵浦光同时在一根光纤中传输,并且弱信号光的波长在泵浦光的拉曼增益带宽内,则强泵浦光的能量通过SRS耦合到光纤硅材料的振荡模中,然后又以较长的波长发射,该波长就是信号光的波长,从而使弱信号光得到放大,获得拉曼增益。