隨著超連續(xù)譜激光輸出功率及光譜范圍的不斷提升,超連續(xù)譜激光在光通信、遙感、主動(dòng)照明、工業(yè)檢測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用,然而大功率超連續(xù)譜激光光束質(zhì)量一般較差,大大限制了超連續(xù)譜激光的實(shí)際應(yīng)用。引入自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)對(duì)超連續(xù)譜激光畸變波前進(jìn)行補(bǔ)償,是提升超連續(xù)譜激光光束質(zhì)量的一種有效方案。雙壓電變形鏡壓電材料整層粘接,相比傳統(tǒng)變形鏡,其加工更為簡(jiǎn)單,具有成本低、結(jié)構(gòu)靈活的特點(diǎn),適于低階像差校正,且易于實(shí)現(xiàn)大校正行程,但采用雙壓電變形鏡對(duì)超連續(xù)譜光源進(jìn)行波前校正的相關(guān)研究很少。本文以超連續(xù)譜激光光束控制為主要研究?jī)?nèi)容,探究了超連續(xù)譜光源輸出的近場(chǎng)波前特性,設(shè)計(jì)加工了針對(duì)離焦、像散為主的低階像差校正的橫向壓電變形鏡,以SPGD算法為優(yōu)化控制算法,搭建無波前探測(cè)閉環(huán)系統(tǒng)對(duì)變形鏡補(bǔ)償超連續(xù)譜激光像差的能力開展了仿真與實(shí)驗(yàn)研究。要對(duì)超連續(xù)譜激光光束進(jìn)行控制,首先要明確其波前相位信息。搭建實(shí)驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)對(duì)我所自研的一臺(tái)400nm-1700nm超連續(xù)譜光源的近場(chǎng)波前特性進(jìn)行了測(cè)量,該超連續(xù)譜光源在各主要波長(zhǎng)處的像差類型基本一致,以離焦和像散為主。考慮到雙壓電變形鏡特別適合小口徑光學(xué)系統(tǒng)低階像差校正的特點(diǎn),以雙壓電變形鏡結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了針對(duì)低階像差校正,兼具大行程特點(diǎn)的19單元橫向壓電變形鏡。對(duì)其表面變形能力開展仿真研究,變形鏡各電極的形變能力比較均衡,加300V驅(qū)動(dòng)電壓時(shí),各電極影響函數(shù)的PV值都在1μm左右。然后,依上述設(shè)計(jì)方案加工制造變形鏡實(shí)鏡,測(cè)量了變形鏡主要的性能指標(biāo)參數(shù),300V電壓下,各電極實(shí)際變形量均大幅超過仿真結(jié)果,對(duì)單晶硅鏡面邊緣的松固定方式對(duì)變形鏡行程提升有著顯著效果,調(diào)節(jié)變形鏡邊緣壓緊程度亦能對(duì)變形鏡形變范圍做小幅調(diào)整。變形鏡的頻率響應(yīng)特性也比較優(yōu)秀。隨后,對(duì)SPGD算法控制該變形鏡的可行性、算法收斂速度和校正效果進(jìn)行分析,算法1000次迭代后,波前PV值由校正前的1.135λ減小到0.1526λ,遠(yuǎn)場(chǎng)光斑SR由0.1提升到0.9907,運(yùn)算耗時(shí)約150s,說明了采用SPGD算法控制該變形鏡校正低階像差可行,且快速、有效。最后,以超連續(xù)譜光源、19單元橫向壓電變形鏡、SPGD控制算法、CCD成像器件等為基礎(chǔ)建立閉環(huán)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了對(duì)超連續(xù)譜光源全波長(zhǎng)輸出的閉環(huán)校正,系統(tǒng)閉環(huán)后的遠(yuǎn)場(chǎng)光斑發(fā)散情況明顯好轉(zhuǎn),表明采用橫向壓電變形鏡補(bǔ)償超連續(xù)譜光源像差,能夠獲得較好的校正效果。
【學(xué)位單位】：國防科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TH744.1
【部分圖文】：

圖 1.1 國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 177W 超連續(xù)譜輸出光譜圖及測(cè)試照片1.2 超連續(xù)譜激光光束特性相關(guān)研究隨著超連續(xù)譜光源的應(yīng)用日漸廣泛，科研工作者們對(duì)超連續(xù)譜激光的光斑模式、光束質(zhì)量、大氣傳輸?shù)忍匦跃_展了一定研究，試圖了解并控制超連續(xù)譜光源特性，使其能夠更加滿足人們生產(chǎn)生活的需要。國防科技大學(xué)的劉通博士對(duì)可見光超連續(xù)譜近場(chǎng)光斑模式進(jìn)行了測(cè)量：532nm泵浦少模光子晶體光纖時(shí)，除泵浦波長(zhǎng)外，各波長(zhǎng)輸出為高階模；532nm 泵浦少

超連續(xù)譜其他湍流效應(yīng)（光強(qiáng)實(shí)驗(yàn)研究還鮮有報(bào)道。人們雖然已經(jīng)利實(shí)現(xiàn)了對(duì)大氣吸收氣體的測(cè)量，但是湍輸影響的相關(guān)研究還處于起步階段。波前畸變自適應(yīng)校正技術(shù)研究進(jìn)展技術(shù)是一項(xiàng)以光學(xué)波前為控制對(duì)象的主實(shí)時(shí)地感知所發(fā)射或接受的光學(xué)信號(hào)中統(tǒng)本身的特性，來消除這種波前畸變的成接近衍射極限的像或使盡可能多的光否存在波前傳感器，可將其分為無波前 系統(tǒng)[31]一般包括三個(gè)基本組成部分：波工作原理如圖 1.2 所示。探測(cè)器對(duì)光學(xué)控制器根據(jù)波前畸變信息計(jì)算得出校正時(shí)控制。

到民用領(lǐng)域[33]。1985 年中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所研制的 19 單元激統(tǒng)，被用于“神光 I”激光慣性約束聚變(ICF)裝置上[34-35]；20 世紀(jì) 90 倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室(LLNL)建立了一個(gè)校正激光像散的 AO 系A(chǔ)O 系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于 CO2氣體激光器腔內(nèi)校正[37]、全固體激光器像及飛秒激光脈沖整形等各類光束控制系統(tǒng)[40-41]；2008 年，加拿大 200 ALLS 使用 DM 獲得了超過 1.0×1020W/cm2的峰值功率密度[42]，此項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，當(dāng)時(shí)處于世界領(lǐng)先地位；2010 年，中國科學(xué)院光電技了 61 單元 AO 系統(tǒng) SPGD 算法動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)研究[43]，校正后遠(yuǎn)場(chǎng)光斑峰10 倍；2012 年，該機(jī)構(gòu)采用端抽運(yùn)的 Nd:YAG 激光器進(jìn)行了板條激光[44]，采用 SPDG 優(yōu)化算法，實(shí)現(xiàn)了高效、實(shí)時(shí)的閉環(huán)校正效果；20等[45]采用 SPGD 優(yōu)化算法，利用液晶空間光調(diào)制器對(duì)多模光纖激光化實(shí)驗(yàn)，光束凈化后，70%的能量集中在中心主瓣內(nèi)，PIB 由 0.08 提高近 9 倍;2013 年，向汝建等[46]針對(duì)固體板條 MOPA 結(jié)構(gòu)激光器進(jìn)主動(dòng)控制研究,研制了大動(dòng)態(tài)范圍空間分辨率 DM，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)光正控制，光束質(zhì)量 β 因子平均值從 7.4 改善到 4.06。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 黃龍;馮國英;廖宇;;利用超連續(xù)譜激光實(shí)現(xiàn)自由空間光通信[J];紅外與激光工程;2015年12期

2 梁田;馮小妹;;利用光纖產(chǎn)生平坦超連續(xù)譜的研究進(jìn)展[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2016年06期

3 ;國防科大侯靜:如磐信念點(diǎn)亮“強(qiáng)軍之光”[J];科學(xué)家;2016年18期

4 張會(huì);王yN;常勝江;;光子晶體光纖中超連續(xù)譜產(chǎn)生的藍(lán)移光譜分析[J];光子學(xué)報(bào);2010年11期

5 徐永釗,徐文成,于丙,陳泳竹,崔虎,劉頌豪;色散平坦?jié)u減光纖中超連續(xù)譜的產(chǎn)生[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2004年06期

6 高靜;葛廷武;李伍一;伍劍;王智勇;;吉赫茲高功率全光纖超連續(xù)譜激光光源[J];中國激光;2014年11期

7 陳泳竹,徐文成,崔虎,陳偉成,劉頌豪;光纖色散對(duì)超連續(xù)譜產(chǎn)生的影響[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2003年03期

8 孫暢;葛廷武;李思源;張晶;王智勇;;67.9W高功率全光纖白光超連續(xù)譜激光器[J];強(qiáng)激光與粒子束;2014年12期

9 張斌;楊未強(qiáng);侯靜;呂信明;姜宗福;;1.9~4.3 μm全光纖中紅外超連續(xù)譜光源[J];中國激光;2013年11期

10 漢澤西;張娟;曾祥梅;甘志強(qiáng);;光纖中超連續(xù)譜的產(chǎn)生與分析[J];電子設(shè)計(jì)工程;2009年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 王泓鵬;萬雄;;人體細(xì)胞超連續(xù)譜特征光譜信息的提取[A];第二十屆全國光散射學(xué)術(shù)會(huì)議（CNCLS 20）論文摘要集[C];2019年

2 張存林;牧凱軍;;金屬薄膜和空氣等離子體的太赫茲超連續(xù)譜[A];第十屆全國光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2012年

3 謝棟;文建國;;一種適合低閾值中紅外超連續(xù)譜產(chǎn)生的新型微結(jié)構(gòu)光纖[A];中國光學(xué)學(xué)會(huì)2010年光學(xué)大會(huì)論文集[C];2010年

4 衛(wèi)艷芬;徐永釗;;色散漸減光纖中初始啁啾對(duì)超連續(xù)譜產(chǎn)生的影響（英文）[A];第十一屆中國通信學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2015年

5 夏蘭葉;謝棟;文建國;文雙春;;微結(jié)構(gòu)硫化物光纖中中紅外超連續(xù)譜的產(chǎn)生[A];中國光學(xué)學(xué)會(huì)2010年光學(xué)大會(huì)論文集[C];2010年

6 姚金妹;張斌;楊未強(qiáng);殷科;侯靜;;中紅外超連續(xù)譜光源研究進(jìn)展[A];2013年（第五屆）西部光子學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2013年

7 姚金妹;張斌;楊未強(qiáng);殷科;侯靜;;中紅外超連續(xù)譜光源研究進(jìn)展[A];黑龍江、江蘇、山東、河南、江西 五省光學(xué)（激光）聯(lián)合學(xué)術(shù)‘13年會(huì)論文（摘要）集[C];2013年

8 郭春雨;阮雙琛;陳祖聰;歐陽德欽;閆培光;韋會(huì)峰;胡學(xué)娟;;高功率連續(xù)波泵浦超連續(xù)譜光源及其平坦化研究[A];中國光學(xué)學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)大會(huì)摘要集[C];2011年

9 李海寧;張麗平;吳宏;李賢;丁良恩;徐晗;曾和平;;光絲中飛秒脈沖的超連續(xù)譜及其應(yīng)用的探索研究[A];2006年全國強(qiáng)場(chǎng)激光物理會(huì)議論文集[C];2006年

10 張會(huì);袁景和;常勝江;覃業(yè)文;;光子晶體光纖反常色散區(qū)產(chǎn)生超連續(xù)譜的數(shù)值分析[A];中國光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前3條

1 本報(bào)記者 王握文 特約通訊員 馬金銘;創(chuàng)新，置于全球視野下[N];解放軍報(bào);2013年

2 馬金銘;以戰(zhàn)斗姿態(tài)勇攀科技高峰[N];科技日?qǐng)?bào);2013年

3 本報(bào)特約記者 王握文 本報(bào)通訊員 馬金銘;以全球視野推動(dòng)創(chuàng)新發(fā)展[N];科技日?qǐng)?bào);2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 齊雪;基于多芯光子晶體光纖的高功率可見光增強(qiáng)超連續(xù)譜光源[D];國防科技大學(xué);2017年

2 孫劍;高速光纖通信系統(tǒng)中全光信號(hào)處理技術(shù)的研究[D];北京交通大學(xué);2019年

3 鄭志堅(jiān);摻銩光纖激光器及其在全光纖化中紅外超連續(xù)譜光源中的應(yīng)用[D];深圳大學(xué);2018年

4 孫暢;高功率白光超連續(xù)譜光纖激光及其合束技術(shù)的研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2017年

5 劉鵬希;基于光譜分析的血液種屬分析儀實(shí)現(xiàn)及鑒別方法研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所);2017年

6 諶鴻偉;基于光子晶體光纖的高功率全光纖超連續(xù)譜光源[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

7 阮雙琛;光子晶體光纖超連續(xù)譜與激光器和Nd：GdVO_4激光器的研究[D];天津大學(xué);2004年

8 張斌;光譜可控的可見光超連續(xù)譜與中紅外超連續(xù)譜產(chǎn)生研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

9 楊未強(qiáng);高功率全光纖中紅外超連續(xù)譜光源研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

10 劉虹遙;基于光纖的超連續(xù)譜產(chǎn)生、光參量放大及其應(yīng)用研究[D];北京郵電大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王楠;基于耗散孤子共振脈沖的短波增強(qiáng)超連續(xù)譜光源[D];國防科技大學(xué);2017年

2 李盾;基于橫向壓電變形鏡的超連續(xù)譜激光自適應(yīng)校正技術(shù)研究[D];國防科技大學(xué);2017年

3 秦偉軒;特種光纖中超連續(xù)譜產(chǎn)生及在跨波段飛秒脈沖激光器中的應(yīng)用[D];北京交通大學(xué);2019年

4 韓杰;基于全正色散光子晶體光纖的中紅外超連續(xù)譜源基礎(chǔ)研究[D];電子科技大學(xué);2019年

5 張欣夢(mèng);基于超連續(xù)譜載波的自由空間光通信技術(shù)研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2019年

6 徐峰;基于新型光子晶體光纖的自相似脈沖壓縮及超連續(xù)譜產(chǎn)生[D];北京郵電大學(xué);2019年

7 李澤麗;基于硫族化物波導(dǎo)非線性的頻譜展寬與壓縮的研究[D];北京郵電大學(xué);2019年

8 田雪;三個(gè)零色散點(diǎn)PCF中色散斜率對(duì)超連續(xù)譜的影響研究[D];湖南大學(xué);2018年

9 趙偉;基于平面波導(dǎo)的超連續(xù)譜產(chǎn)生技術(shù)研究[D];陜西師范大學(xué);2018年

10 劉博;基于偏振耦合的Vis-NIR超連續(xù)譜光纖激光器及輸出特性[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2826784