【摘 要】
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光学非线性效应是限制高功率光纤激光器功率进一步提升的核心因素。大模场光纤可有效降低纤芯功率密度,从而缓解非线性效应,然而较大的纤芯有效面积带来的模式不稳定现象和高阶模的复杂相位分布使得光束质量退化严重。基于光子灯笼（Photonic Lantern,PL）相干合束器的激光器空间模式控制为提升多模光纤输出端光束质量提供了一种新方法。本论文以课题组自制光子灯笼合束器搭建激光器,提出一种光纤激光多横模两
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光学非线性效应是限制高功率光纤激光器功率进一步提升的核心因素。大模场光纤可有效降低纤芯功率密度,从而缓解非线性效应,然而较大的纤芯有效面积带来的模式不稳定现象和高阶模的复杂相位分布使得光束质量退化严重。基于光子灯笼（Photonic Lantern,PL）相干合束器的激光器空间模式控制为提升多模光纤输出端光束质量提供了一种新方法。本论文以课题组自制光子灯笼合束器搭建激光器,提出一种光纤激光多横模两级相位控制方法（由前级锁相控制与后级相位校正结合而成）来实现系统的近基模高斯光束输出。本论文主要开展后级相位校正研究,采用了基于光学相关滤波法（Correlation Filter Method,CFM）的模式分解方法对光子灯笼输出端激光进行模式探测,实验核心器件为液晶空间光调制器（Spatial Light Modulator,SLM）,其上加载计算机生成全息图（Computer Generated Holograms,CGH）来完成对光子灯笼相干合束器输出模场的模式探测、相位重构与相位校正。在重点开展的6×1光子灯笼激光器的两级相位控制实验中,利用桶中功率（Power In Bucket,PIB）为指标对校正前后光束质量进行评估,实验结果表明,在前级控制光斑稳定的基础上,由模式探测获取的光场重构信息可建立复共轭波前作为校正量,对光子灯笼激光器输出模式进行相位校正,可将PIB从34%提升至61%。论文研究结果为后续大功率光纤激光光束质量控制研究提供了新的方法与思路。
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