随机并行梯度下降算法在两路光纤激光相干合成锁相控制中的应用

"基于随机并行梯度下降算法的两路光纤激光相干合成锁相控制技术的研究" 本文探讨了在光纤激光领域的一项创新技术，即使用随机并行梯度下降（SPGD）算法来实现两路光纤激光的相干合成与锁相控制。光纤激光是一种高效、高功率的光源，广泛应用于工业加工、医疗、科学研究等领域。相干合成是提高激光光束质量和能量效率的重要手段，而锁相控制则是确保激光波长稳定性和相位同步的关键技术。 在光纤激光相干合成中，主振荡并联放大（MOPA-CBC）结构是一种常见的设计，它通过多路激光的并行操作和相互干涉来提升整体输出性能。在这种结构中，10瓦级的掺镱光纤放大器被用来引入相位误差，而铌酸锂相位调制器则用于进行相位校正。在实验中，作者分析了放大器在不同工作状态下的相位噪声特性，这有助于理解系统性能的变化和优化方向。 当采用SPGD算法进行闭环控制时，系统表现出了显著的改善。相干合成光束的平均亮度提升了1.5倍，这意味着输出功率的增强和能量集中度的提高。此外，相位平移峰谷（PV）值降至100.8纳米，这代表了相位稳定性得到显著提升，进而优化了激光束的质量。系统的校正精度达到了1/(10λ)，这是一个非常高的标准，意味着对微小相位变化的敏感性极高。控制带宽约100Hz，表明系统能够快速响应相位变化，保持良好的动态性能。 随机并行梯度下降算法在这项实验中扮演了核心角色，它能够在复杂的优化问题中快速收敛，找到最佳的相位调整策略。实验结果验证了SPGD算法在锁相控制中的有效性，为未来光纤激光相干合成系统的设计和优化提供了新的理论基础和技术手段。 关键词：光纤激光器，相干合成，主振荡并联放大器，随机并行梯度下降算法，光纤放大器 这项研究不仅在理论层面深化了对光纤激光相干合成控制的理解，而且在实践上推动了高功率、高稳定性的光纤激光技术的发展，对于激光技术的进步和相关应用领域的拓展具有重要意义。