书书书
第
28
卷
光
学
学
报
光学前沿———激光技术
2008
年
7
月
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专
刊
文章编号
:
02532239
(
2008
)
Su
pp
lement004707
数字化高平均亮度激光器的设想
许晓军
(国防科技大学光电科学与工程学院,湖南 长沙
410073
)
摘要
提高激光器输出亮度是激光器发展的一个重要方向,就能否将目前迅速发展的 数字 化技术 应用 于激光 器平
均亮度的提高进行了仔细讨论。在分析了影响激光器平均亮度因素的基础上,就 八种 提高平 均亮 度的技 术方 案进
行了讨论和比较,指出基于
MOPA
结构的相干合 成方 案是 实 现数 字化 高 平均 亮度 激 光器 的最 佳 选择。进 一 步提
出了数字化的高平均亮度激光器的设想和方案。
关键词
数字化;亮度;高能激光器;光束合成;光束质量
中图分类号
TN249
文献标识码
A
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:
10.3788
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作者简介:许晓军(
1973-
),男,博士,副教授,主要从事大气光学、自适应光学、固体激光器等方面的研究。
Email
:
xux
j
@
21cn.com
1
引
言
高亮度是激光器重 要 特点之一。自 从
1960
年
激光器诞生以来,激光器的高亮度特点使其在工业、
医学、国防等许多领域得到了重要应用,提高激光器
输出亮度成为一个重要课题。提高亮度的最直接的
手段就是提高单位 时间内的 激 光能量即 功 率,目前
各种脉冲激光技术
[
1
]
已经使激光器的峰值亮度得到
了很大的提高。而高平均亮度意味着激光器能将更
多能量发送到更远的距离,因此在激光通信、定向能
等许多领域倍受关注。提高平均亮度的一个重要手
段就是提高激光器输出能量,四十多年来,高能激光
历经了固体激光器
、气动激光器、化学激光器等多种
形式,但终因体积太庞大或光束质量太差而落伍
[
2
]
;
另一个重要手段就 是提高输 出 光束质量,因而在自
适应光学产生后,许多提高光束质量的技术,如光束
净化
[
2
]
、相位共轭
[
3
]
等在提高 光 束质量方面得到了
许多应用。但由于 激光器的 效 率问题,提高输出 能
量必将产生大量废 热,而废 热 大大影响 了 激光器的
光束质量、体积和规模等。因而,如何处理好平均亮
度中的激光能量和光束质量这一对矛盾是提高平均
亮度的根本所在。
数字技术已经在国民经济的各个领域展现了重
要作用,它的一个重要特 点 就是利用 计 算机技术 使
许多简单功能模 块 集成化
,规模 化。 目前数 字 化技
术已经使得许多原先不可想象的产品走进了千家万
户。本文从讨论激 光器平均 亮 度入手,分析了提 高
激光器平均亮度的 几种手段,提出了利 用 数字化技
术实现高平均亮度激光器的设想。
2
激光器的平均亮度
2.1
激光器平均亮度的定义
亮度
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是 指 光 源 在 单 位 时 间
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、单 位 面 积
d
犛
和单位立体角
d
Ω
内辐射出的 光能量
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犈
,若 以单位
频率
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ν
范围内的亮度即为谱亮度
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,则