【摘要】：高功率激光束在工業(yè)、軍事領(lǐng)域等具有廣泛的應(yīng)用前景,目前通過(guò)實(shí)現(xiàn)多臺(tái)中低功率激光器的相干合成來(lái)獲得高功率輸出激光是一種重要的解決方案。而光鎖相環(huán)在激光相干合成中對(duì)激光相位的確定以及獲得目標(biāo)輸出有著重要的作用。因此,研究激光相干合成技術(shù)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。本論文主要的研究?jī)?nèi)容是科斯塔斯鎖相環(huán)在激光相干合成輸出中的數(shù)學(xué)模型的建立,同時(shí)利用Simulink軟件進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。首先對(duì)基于科斯塔斯鎖相環(huán)激光相干合成的理論支持即相干性理論、MOPA結(jié)構(gòu)進(jìn)行了理論研究,同時(shí)比較系統(tǒng)地研究了爬山法、外差法、隨機(jī)并行梯度下降算法、自適應(yīng)相位控制算法的優(yōu)缺點(diǎn),選擇了有可借鑒實(shí)例的外差法。接著又對(duì)平衡鎖相環(huán)、科斯塔斯鎖相環(huán)、決策驅(qū)動(dòng)鎖相環(huán)、同步位鎖相環(huán)、振蕩鎖相環(huán)等幾種常見(jiàn)的鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較,最終決定采用激光器線寬要求最低的科斯塔斯鎖相環(huán)并進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析。根據(jù)對(duì)整個(gè)相干合成過(guò)程的分析以及模塊的選擇,搭建了相關(guān)的數(shù)學(xué)模型。在Simulink中利用數(shù)學(xué)模型建立了仿真模型,對(duì)輸出的結(jié)果進(jìn)行捕獲。接著分別對(duì)不同類型噪聲的相位抖動(dòng)、不同類型噪聲相位抖動(dòng)的偏移、不同類型噪聲相位抖動(dòng)的強(qiáng)度對(duì)系統(tǒng)輸出的影響進(jìn)行了仿真分析。最后介紹了光纖激光相干合成系統(tǒng)的應(yīng)用前景,分析了本文實(shí)驗(yàn)中的一些不足,提出了可以繼續(xù)改進(jìn)的地方。
[Abstract]:High power laser beam has a wide application prospect in industrial and military fields. At present, it is an important solution to obtain high power output laser by coherent combination of multiple medium and low power lasers. Optical phase-locked loop (PLL) plays an important role in determining laser phase and obtaining target output in laser coherent combination. Therefore, the study of laser coherent synthesis technology has important practical significance. The main research content of this thesis is the establishment of mathematical model of Kostas PLL in laser coherent synthesis output, and the simulation experiment is carried out by using Simulink software. Firstly, the coherence theory and MOPA structure are studied based on the coherent theory of Kostas PLL laser. At the same time, the mountain-climbing method, the heterodyne method and the stochastic parallel gradient descent algorithm are studied systematically. Based on the advantages and disadvantages of the adaptive phase control algorithm, the heterodyne method with reference examples is chosen. Then the structure of several common PLL, such as balanced PLL, Kostas PLL, Decision-driven PLL, synchronous PLL, OPLL and so on, are compared. Finally, the Kostas PLL with the lowest linewidth is adopted and analyzed in detail. According to the analysis of the whole coherent synthesis process and the selection of modules, the related mathematical model is built. The simulation model is established by using mathematical model in Simulink, and the output result is captured. Then the effects of phase jitter of different types of noise, shift of phase jitter of different types of noise and intensity of phase jitter of different types of noise on the output of the system are simulated and analyzed. Finally, the application prospect of the optical fiber laser coherent combination system is introduced, some shortcomings in the experiment are analyzed, and some improvements are put forward.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN248

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本文編號(hào)：2290232