搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

光束相干合成中填充因子对远场光强分布的影响

谭毅 李新阳

引用本文:
Citation:

光束相干合成中填充因子对远场光强分布的影响

谭毅, 李新阳

Influence of filling factor on far-field intensity distribution in coherent beam combination

Tan Yi, Li Xin-Yang
PDF
导出引用
  • 理论推导了相干光束阵列远场光强分布的解析表达式. 介绍了填充因子及五种相干合成效果评价参数的定义. 分析了填充因子对远场光强分布的影响,发现填充因子通过影响空间调制因子来改变远场光强分布. 求得了相干合成效果评价参数与填充因子的关系式,并绘制了关系曲线. 计算结果表明,斯特列尔比与填充因子无关,恒为1;中央主瓣半径与填充因子成正比关系;中央主瓣能量密度受填充因子的影响较小;中央主瓣能量比与填充因子的平方成近似正比关系;桶中功率与填充因子的关系很复杂,但总体上随着填充因子的减小而减小. 分析显示,若要保证中央主瓣能量比和PIB值均大于最佳值的一半,则填充因子应大于√2/2.
    Theoretical analysis on the far-field diffraction of the coherent beam combination (CBC) is presented. An introduction is given to the definitions of filling factor and evaluation parameter of CBC. Based on the theoretical mode and definition, the influence of filling factor on far-field intensity distribution and the relationship between evaluation parameter and filling factor are theoretically described in detail. It is found that the filling factor influences far-field intensity distribution through space modulation factor. Results also indicate that SR is a constant which has not connection with the filling factor, and CR is of a linear relation with filling factor, and NACL has little connections with filling factor, and RCL varies approximately linearly with the square of filling factor, and PIB decreases when filling factor increases in general. If we make the filling factor larger than √2/2, more than half of the best values of RCL and PIB may be obtained.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61205069,61138007)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 61205069, 61138007).
    [1]

    Perram G P, Marciniak M A, Goda M 2004 Proc. SPIE 2004 5414-1

    [2]

    Michael J L John J W 2011 Proc. SPIE 2011 818704

    [3]

    Song W L 2006 Laser & Infrared 36 755(in Chinese)[宋威廉 2006 激光与红外 36 755]

    [4]

    Yamamoto B M, Bhachu B S, Cutter K P 2008 Advanced Solid-State Photonics 2008 WC5

    [5]

    Dawson J W, Messerly M J, Beach R J 2008 Opt. Express 16 13240

    [6]

    Peng Q J, Xu Z Y 2011 High Power Laser and Particle Beams 23 1708(in Chinese)[彭钦军, 许祖彦 2011 强激光与粒子束 23 1708]

    [7]

    McNaught S J, Asman C P, Injeyan H 2009 Frontiers in Optics 2009 FThD2

    [8]

    Wang X L, Zhou P, Ma Y X, Leng J Y, Xu X J, Liu Z J 2011 Opt. Lett. 36 3121

    [9]

    Yu C, Augst S, Redmond S, Goldizen K, Murphy D, Sanchez A, Fan T 2011 Opt. Lett. 36 2686

    [10]

    Geng C, Tan Y, Mou J B, Li X Y 2013 Acta Phys. Sin. 62 024206 (in Chinese)[耿超, 谭毅, 牟进博, 李新阳 2013 物理学报 62 024206]

    [11]

    Wang X H, Fu Q, Shen F, Rao C H 2012 Opt. Express 20 4663

    [12]

    Haik C, Hiroaki F, Masayuki F 2013 Opt. Lett. 38 1227

    [13]

    Mang Y X, Wang X L, Zhou P, Ma H T, Zhao H C, Xu X J, Si L, Liu Z J, Zhao Y J 2011 Acta Phys. Sin. 60 094211 (in Chinese)[马阎星, 王小林, 周朴, 马浩统, 赵海川, 许晓军, 司磊, 刘泽金, 赵伊君 2011 物理学报 60 094211]

    [14]

    Xiao R, Hou J, Jiang Z F 2006 Acta Phys. Sin. 55 184 (in Chinese)[肖瑞, 侯静, 姜宗福 2006 物理学报 55 184]

    [15]

    Xiao R, Hou J, Jiang Z F, Liu M 2006 Acta Phys. Sin. 12 6464 (in Chinese)[肖瑞, 侯静, 姜宗福, 刘明 2006 物理学报 12 6464]

    [16]

    Wang X L, Ma Y X, Zhou P, He B, Xue Y H, Liu C, Li Z, Xiao H, Xu X J, Zhou J, Liu Z J, Zhao Y J 2011 Chin. Phys. B 20 114203

    [17]

    Zhou P, Ma Y X, Wang X L, Ma H T, Xu X J, Liu Z J 2010 Chin. Phys. B 19 014202

    [18]

    Vorontsov M A, Lachinova S L 2008 J. Opt. Soc. Am. A 25 1949

    [19]

    Zhou P, Wang X L, Ma Y X, Ma H T, Xu X J, Liu Z J 2010 Laser & Optoelectronics Progress 47 021401-1(in Chinese)[周朴, 王小林, 马阎星, 马浩统, 许晓军, 刘泽金 2010 激光与光电子学进展 47 021401-1]

    [20]

    Zhou P, Wang X L, Ma Y X, Ma H T, Liu Z J, Xu X J 2009 Chin. Phys. Lett. 26 044206

    [21]

    Wang X H, Zheng Y, Shen F, Rao C H 2012 J. Opt. Soc. Am. A 29 702

    [22]

    Tang Q J, Shi X C, Hu Q Q 2007 Journal of Pro Pulsion Technology 28 566(in Chinese)[唐前进, 施翔春, 胡企铨 2007 推进技术 28 566]

    [23]

    Cao J Q, Lu Q S, Hou J, Xu X J 2008 Chinese Journal of Lasers 35 351 (in Chinese)[曹涧秋, 陆启生, 侯静, 许晓军 2008 中国激光 35 351]

    [24]

    Khajavikhan M, Hoyer-Leitzel A, Leger J R 2008 Opt. Lett 33 2377

    [25]

    Goodno G D, Komine H 2006 Opt. Lett 31 1247

    [26]

    Liu Z J, Zhou P, Xu X J 2009 Chinese Journal of Lasers 36 773 (in Chinese) [刘泽金, 周朴, 许晓军 2009 中国激光 36 773]

    [27]

    Lv B D, Ji X L, Luo S R 2004 Infrared and Laser Engineering 33 14 (in Chinese) [吕百达, 季小玲, 罗时荣, 2004 红外与激光工程 2004 33 14]

  • [1]

    Perram G P, Marciniak M A, Goda M 2004 Proc. SPIE 2004 5414-1

    [2]

    Michael J L John J W 2011 Proc. SPIE 2011 818704

    [3]

    Song W L 2006 Laser & Infrared 36 755(in Chinese)[宋威廉 2006 激光与红外 36 755]

    [4]

    Yamamoto B M, Bhachu B S, Cutter K P 2008 Advanced Solid-State Photonics 2008 WC5

    [5]

    Dawson J W, Messerly M J, Beach R J 2008 Opt. Express 16 13240

    [6]

    Peng Q J, Xu Z Y 2011 High Power Laser and Particle Beams 23 1708(in Chinese)[彭钦军, 许祖彦 2011 强激光与粒子束 23 1708]

    [7]

    McNaught S J, Asman C P, Injeyan H 2009 Frontiers in Optics 2009 FThD2

    [8]

    Wang X L, Zhou P, Ma Y X, Leng J Y, Xu X J, Liu Z J 2011 Opt. Lett. 36 3121

    [9]

    Yu C, Augst S, Redmond S, Goldizen K, Murphy D, Sanchez A, Fan T 2011 Opt. Lett. 36 2686

    [10]

    Geng C, Tan Y, Mou J B, Li X Y 2013 Acta Phys. Sin. 62 024206 (in Chinese)[耿超, 谭毅, 牟进博, 李新阳 2013 物理学报 62 024206]

    [11]

    Wang X H, Fu Q, Shen F, Rao C H 2012 Opt. Express 20 4663

    [12]

    Haik C, Hiroaki F, Masayuki F 2013 Opt. Lett. 38 1227

    [13]

    Mang Y X, Wang X L, Zhou P, Ma H T, Zhao H C, Xu X J, Si L, Liu Z J, Zhao Y J 2011 Acta Phys. Sin. 60 094211 (in Chinese)[马阎星, 王小林, 周朴, 马浩统, 赵海川, 许晓军, 司磊, 刘泽金, 赵伊君 2011 物理学报 60 094211]

    [14]

    Xiao R, Hou J, Jiang Z F 2006 Acta Phys. Sin. 55 184 (in Chinese)[肖瑞, 侯静, 姜宗福 2006 物理学报 55 184]

    [15]

    Xiao R, Hou J, Jiang Z F, Liu M 2006 Acta Phys. Sin. 12 6464 (in Chinese)[肖瑞, 侯静, 姜宗福, 刘明 2006 物理学报 12 6464]

    [16]

    Wang X L, Ma Y X, Zhou P, He B, Xue Y H, Liu C, Li Z, Xiao H, Xu X J, Zhou J, Liu Z J, Zhao Y J 2011 Chin. Phys. B 20 114203

    [17]

    Zhou P, Ma Y X, Wang X L, Ma H T, Xu X J, Liu Z J 2010 Chin. Phys. B 19 014202

    [18]

    Vorontsov M A, Lachinova S L 2008 J. Opt. Soc. Am. A 25 1949

    [19]

    Zhou P, Wang X L, Ma Y X, Ma H T, Xu X J, Liu Z J 2010 Laser & Optoelectronics Progress 47 021401-1(in Chinese)[周朴, 王小林, 马阎星, 马浩统, 许晓军, 刘泽金 2010 激光与光电子学进展 47 021401-1]

    [20]

    Zhou P, Wang X L, Ma Y X, Ma H T, Liu Z J, Xu X J 2009 Chin. Phys. Lett. 26 044206

    [21]

    Wang X H, Zheng Y, Shen F, Rao C H 2012 J. Opt. Soc. Am. A 29 702

    [22]

    Tang Q J, Shi X C, Hu Q Q 2007 Journal of Pro Pulsion Technology 28 566(in Chinese)[唐前进, 施翔春, 胡企铨 2007 推进技术 28 566]

    [23]

    Cao J Q, Lu Q S, Hou J, Xu X J 2008 Chinese Journal of Lasers 35 351 (in Chinese)[曹涧秋, 陆启生, 侯静, 许晓军 2008 中国激光 35 351]

    [24]

    Khajavikhan M, Hoyer-Leitzel A, Leger J R 2008 Opt. Lett 33 2377

    [25]

    Goodno G D, Komine H 2006 Opt. Lett 31 1247

    [26]

    Liu Z J, Zhou P, Xu X J 2009 Chinese Journal of Lasers 36 773 (in Chinese) [刘泽金, 周朴, 许晓军 2009 中国激光 36 773]

    [27]

    Lv B D, Ji X L, Luo S R 2004 Infrared and Laser Engineering 33 14 (in Chinese) [吕百达, 季小玲, 罗时荣, 2004 红外与激光工程 2004 33 14]

  • [1] 王井上, 张瑶, 王军利, 魏志义, 常国庆. 飞秒光纤激光相干合成技术最新进展. 物理学报, 2021, 70(3): 034206. doi: 10.7498/aps.70.20201683
    [2] 钟哲强, 母杰, 王逍, 张彬. 基于紧聚焦方式的阵列光束相干合成特性分析. 物理学报, 2020, 69(9): 094204. doi: 10.7498/aps.69.20200034
    [3] 彭一鸣, 薛煜, 肖光宗, 于涛, 谢文科, 夏辉, 刘爽, 陈欣, 陈芳琳, 孙学成. 相干合成涡旋光束的螺旋谱分析及应用研究. 物理学报, 2019, 68(21): 214206. doi: 10.7498/aps.68.20190880
    [4] 黄沛, 方少波, 黄杭东, 侯洵, 魏志义. 基于平衡光学互相关方法的超短脉冲激光相干合成技术. 物理学报, 2018, 67(24): 244204. doi: 10.7498/aps.67.20181851
    [5] 周泽民, 曾新吾, 龚昌超, 赵云, 田章福. 大功率调制气流声源阵列的相干合成实验研究. 物理学报, 2013, 62(13): 134305. doi: 10.7498/aps.62.134305
    [6] 耿超, 罗文, 谭毅, 刘红梅, 牟进博, 李新阳. 基于自适应桶中功率评价函数的光纤放大器相干合成实验研究. 物理学报, 2013, 62(22): 224202. doi: 10.7498/aps.62.224202
    [7] 朱亚东, 肖虎, 王小林, 马阎星, 周朴. 利用全光纤结构Michelson腔实现两路高功率双包层光纤激光器相干合成. 物理学报, 2012, 61(5): 054210. doi: 10.7498/aps.61.054210
    [8] 耿超, 李新阳, 张小军, 饶长辉. 基于目标在回路的三路光纤传输激光相干合成实验. 物理学报, 2012, 61(3): 034204. doi: 10.7498/aps.61.034204
    [9] 李建龙, 冯国英, 周寿桓, 李玮. 单口径相干合成系统激光光束的M2因子研究. 物理学报, 2012, 61(9): 094206. doi: 10.7498/aps.61.094206
    [10] 马阎星, 王小林, 周朴, 马浩统, 赵海川, 许晓军, 司磊, 刘泽金, 赵伊君. 大气湍流对多抖动法相干合成技术中相位调制信号的影响. 物理学报, 2011, 60(9): 094211. doi: 10.7498/aps.60.094211
    [11] 耿超, 李新阳, 张小军, 饶长辉. 倾斜相差对光纤激光相干合成的影响与模拟校正. 物理学报, 2011, 60(11): 114202. doi: 10.7498/aps.60.114202
    [12] 王小林, 周朴, 马阎星, 马浩统, 许晓军, 刘泽金, 赵伊君. 基于随机并行梯度下降算法的多波长激光相干合成. 物理学报, 2010, 59(8): 5474-5478. doi: 10.7498/aps.59.5474
    [13] 王小林, 周朴, 马阎星, 马浩统, 许晓军, 刘泽金, 赵伊君. 基于随机并行梯度下降算法光纤激光相干合成的高精度相位控制系统. 物理学报, 2010, 59(2): 973-979. doi: 10.7498/aps.59.973
    [14] 韩伟涛, 侯蓝田, 耿鹏程. 双包层多芯光子晶体光纤自相干合成的数值分析与实验. 物理学报, 2010, 59(10): 7091-7095. doi: 10.7498/aps.59.7091
    [15] 范馨燕, 刘京郊, 刘金生, 武敬力. 多阵元光纤相干列阵的理论与实验研究. 物理学报, 2010, 59(4): 2462-2470. doi: 10.7498/aps.59.2462
    [16] 商丽燕, 林 铁, 周文政, 郭少令, 李东临, 高宏玲, 崔利杰, 曾一平, 褚君浩. 两个子带占据的In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As量子阱中填充因子的变化规律. 物理学报, 2008, 57(6): 3818-3822. doi: 10.7498/aps.57.3818
    [17] 肖 瑞, 侯 静, 姜宗福. 激光器阵列的部分相干性对相干合成远场输出特性的影响. 物理学报, 2008, 57(2): 853-859. doi: 10.7498/aps.57.853
    [18] 肖 瑞, 侯 静, 姜宗福. 光纤放大器阵列的远场特性研究. 物理学报, 2007, 56(8): 4550-4555. doi: 10.7498/aps.56.4550
    [19] 肖 瑞, 周 朴, 侯 静, 姜宗福, 刘 明. 激光器的部分相干性对光纤激光器阵列相干合成远场图样的影响. 物理学报, 2007, 56(2): 819-823. doi: 10.7498/aps.56.819
    [20] 白 龙, 翁甲强, 方锦清, 罗晓曙. 强流离子束离子径向密度分布的模拟研究. 物理学报, 2004, 53(12): 4126-4130. doi: 10.7498/aps.53.4126
计量
  • 文章访问数:  2876
  • PDF下载量:  650
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-11-19
  • 修回日期:  2014-01-09
  • 刊出日期:  2014-05-05

光束相干合成中填充因子对远场光强分布的影响

  • 1. 中国科学院自适应光学重点实验室, 成都 610209;
  • 2. 中国科学院光电技术研究所, 成都 610209;
  • 3. 中国科学院大学, 北京 100049
    基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61205069,61138007)资助的课题.

摘要: 理论推导了相干光束阵列远场光强分布的解析表达式. 介绍了填充因子及五种相干合成效果评价参数的定义. 分析了填充因子对远场光强分布的影响,发现填充因子通过影响空间调制因子来改变远场光强分布. 求得了相干合成效果评价参数与填充因子的关系式,并绘制了关系曲线. 计算结果表明,斯特列尔比与填充因子无关,恒为1;中央主瓣半径与填充因子成正比关系;中央主瓣能量密度受填充因子的影响较小;中央主瓣能量比与填充因子的平方成近似正比关系;桶中功率与填充因子的关系很复杂,但总体上随着填充因子的减小而减小. 分析显示,若要保证中央主瓣能量比和PIB值均大于最佳值的一半,则填充因子应大于√2/2.

English Abstract

参考文献 (27)

目录

    /

    返回文章
    返回