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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 BQ151

6.2.4 BPF151

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