第1章 绪论 1
1.1 大功率光纤激光的发展历程 1
1.1.1 宽谱掺镱光纤激光器 2
1.1.2 窄线宽掺镱光纤激光器 5
1.1.3 其他类型大功率光纤激光器 8
1.2 光纤激光器的输出功率极限 9
1.2.1 理论模型 10
1.2.2 数值计算 11
1.3 光纤激光光束合成的方法 16
1.3.1 几何并束 17
1.3.2 功率合成 18
1.3.3 偏振合成 19
1.3.4 时序合成 19
1.3.5 光谱合成 20
1.3.6 相干合成 21
参考文献 23
第2章 激光相干合成的历史和现状 32
2.1 气体激光相干合成 32
2.2 化学激光相干合成 34
2.3 半导体激光相干合成 36
2.4 固体激光相干合成 37
参考文献 41
第3章 光纤激光相干合成方法 47
3.1 外腔法相干合成 47
3.1.1 自傅里叶变换腔 48
3.1.2 傅里叶变换自成像腔 50
3.1.3 单模光纤滤波环形腔 51
3.2 自组织相干合成 53
3.2.1 倏逝波耦合 53
3.2.2 干涉仪结构 57
3.2.3 自组织互注入式 58
3.3 Sagnac腔法 59
3.4 相位共轭法 60
3.5 外差法 61
3.6 抖动法 63
3.7 优化算法 68
3.8 条纹提取法 73
3.9 不同相位控制方法的比较 74
参考文献 76
第4章 高功率光纤激光非线性效应产生机理与抑制方法 84
4.1 光纤中非线性产生的基本原理 84
4.2 受激布里渊散射 85
4.2.1 受激布里渊散射的产生机理 85
4.2.2 传能光纤中的受激布里渊散射理论模型 87
4.2.3 增益光纤中的受激布里渊散射理论模型 88
4.2.4 光纤放大器中受激布里渊散射的抑制方法 90
4.3 受激拉曼散射 99
4.3.1 受激拉曼散射的产生机理 99
4.3.2 受激拉曼散射的抑制方法 101
4.3.3 前向拉曼兼容光纤激光器 102
4.4 自相位调制 105
4.4.1 自相位调制的产生机理 105
4.4.2 自相位调制的补偿 107
参考文献 110
第5章 高功率光纤激光热致模式不稳定 114
5.1 热致模式不稳定的概念及物理机理 114
5.1.1 热致模式不稳定的概念 114
5.1.2 热致模式不稳定的物理机理 115
5.2 热致模式不稳定的理论模型 117
5.2.1 热致模式不稳定理论模型简介 117
5.2.2 热致模式不稳定理论模型推导 119
5.3 热致模式不稳定的研究方法及特点 125
5.3.1 热致模式不稳定试验研究方法 125
5.3.2 热致模式不稳定的典型特点 128
5.4 热致模式不稳定的抑制技术 134
5.4.1 抑制高阶模 134
5.4.2 减小量子亏损 137
5.4.3 增强增益饱和 137
5.4.4 其他方法 138
参考文献 140
第6章 相干合成光束质量评价与系统分析 144
6.1 基本理论模型 144
6.1.1 相干合成的基本结构 144
6.1.2 相干合成的数学模型 145
6.1.3 相干合成的影响因素 147
6.2 光束评价标准 148
6.2.1 M2因子 149
6.2.2 Strehl比 150
6.2.3 BQ 151
6.2.4 BPF 151
6.3 影响因素分析 153
6.3.1 阵列光束数目 153
6.3.2 占空比 154
6.3.3 偏振态 155
6.3.4 相位误差 155
6.3.5 倾斜波前 156
参考文献 157
第7章 单元光束控制技术 160
7.1 光程控制技术 160
7.1.1 匹配被动光纤长度法 160
7.1.2 空间光路调节法 161
7.1.3 光纤延迟线法 162
7.1.4 光纤拉伸／相位延迟法 163
7.1.5 各种光程控制方法的比较 164
7.2 倾斜控制技术 164
7.2.1 倾斜控制器件及其原理 165
7.2.2 倾斜控制实现方案简介 168
7.3 偏振控制技术 171
7.3.1 偏振控制的基本原理 172
7.3.2 偏振控制实现方案简介 172
参考文献 174
第8章 阵列光束控制技术 176
8.1 孔径填充技术 176
8.1.1 光纤激光准直器 177
8.1.2 分孔径相干合成 177
8.1.3 共孔径相干合成 182
8.2 锁相控制技术 185
8.2.1 光纤放大器的相位噪声特性 186
8.2.2 锁相控制方法 189
8.2.3 脉冲激光锁相控制方法 200
8.2.4 大阵元激光相干合成中的相位控制 203
参考文献 205
第9章 相干合成阵列光束的大气传输与补偿 209
9.1 大气光学效应简介 209
9.1.1 大气湍流 209
9.1.2 热晕 211
9.2 大气湍流对阵列光束相干合成的影响 211
9.2.1 阵列光束相干合成的大气传输模型 211
9.2.2 大气湍流对合成光束传输的影响 216
9.3 大气湍流的补偿——目标在回路相干合成技术 217
9.3.1 目标在回路相干合成技术理论分析 217
9.3.2 目标在回路相干合成技术试验研究 222
9.4 热晕对阵列光束相干合成的影响 226
参考文献 229
第10章 应用扩展 232
10.1 新型激光光源的相干合成 232
10.1.1 变频激光的相干合成 232
10.1.2 拉曼激光的相干合成 233
10.1.3 其他类型激光的相干合成 233
10.2 超短脉冲激光的相干合成 234
10.3 特殊光束产生及其他应用 235
10.3.1 涡旋光束 235
10.3.2 径向／角向偏振空心光束 236
10.3.3 光纤激光雷达 237
10.4 光纤激光相控阵 238
参考文献 239