基于光学零差偏振探测和锁相的合束激光偏振控制

作     者：沈辉 全昭 杨依枫 赵翔 柏刚 何兵 周军 Shen Hui;Quan Zhao;Yang Yifeng;Zhao Xiang;Bai Gang;He Bing;Zhou Jun

作者机构：中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室上海201800 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《红外与激光工程》 (Infrared and Laser Engineering)

年 卷 期：2018年第47卷第1期

页      面：69-74页

核心收录：

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：上海市自然科学基金(16ZR1440100 16ZR1440200) 国家自然科学基金(61705243 61405202) 上海市优秀技术带头人计划(17XD1424800) 上海市青年科技英才杨帆计划(17YF1421200) 江苏省重点研发计划(BE2016005-4) 王宽诚教育基金 

主　　题：相干偏振合成 激光锁相 光零差探测 线性反馈控制 偏振消光比 

摘      要：激光偏振合束是提升窄线宽光纤激光亮度的重要技术,能实现多路激光的共孔径合束输出,同时维持较高的光束质量和线偏振态。文中探索和研究了基于线性锁相技术的合束激光偏振控制系统,详细分析和建立了光零差偏振检测物理模型和线性锁相控制环路的数学模型。利用高精度的光零差技术对合束激光的偏振相位进行检测,并通过快速实时反馈进行激光锁相,获得了输出功率为279 m W的线偏振态激光。锁相控制后,合束激光的偏振消光比达到19.3 dB,控制带宽高达39.6 kHz,剩余相位噪声为7×10^(-4) rad/Hz^(1/2)(1 Hz)和3×10^(-4)rad/Hz^(1/2)。当提高激光输出总功率达1 W时,偏振消光比维持在~15 dB,其限制因素在于光功率波动引入的相位噪声和光斑空间模式不匹配。