我國在激光抗大氣湍流傳輸方面取得重要突破

來源:光技術求索    關鍵詞:激光, 激光技術,    發布時間:2019-12-03

設置字體:
11月29日,美國光學學會(OSA)發布了2019年30項世界光學年度亮點成果(Optics & Photonics News: Optics in 2019)。中科院空天信息創新研究院(以下簡稱空天院)光學工程研究部發布的“鋒芒光束穿透大氣湍流傳輸(Pin-Like Optical Beams to Penetrate Turbulence)”科研成果入選。OSA的年度亮點成果專刊設立于1990年,每年都會面向世界評選出30項最令人振奮的科研成果。此前,我國大陸地區以第一作者單位共有12項成果入選。

抑制大氣湍流對激光束傳輸的影響一直是世界性難題,制約著激光通信、激光探測等諸多應用的發展。由于湍流的隨機性、易變性等特點,人們一直難以找到合適的機理和方法抑制它的影響。經過十余年的研究和理解,空天院科研團隊認為,大氣湍流對激光束的影響是在傳輸中引入隨機橫向波矢造成的,因此率先提出了通過構建特殊光場分布,使激光在傳輸過程中逐步消除橫向波矢,從而產生出能夠抑制大氣湍流影響的穩態光場。相比于傳統大氣湍流抑制方法,該方法應用難度和成本大大降低。經過多年的探索,空天院先后突破了高效率調制、長距離傳輸等關鍵技術,使得該項技術正在逐步走向實用。

研究中,利用該機理和方法,空天院在世界上率先構建了一種鋒芒狀光束,并采用簡單的光路系統,實現了公里級傳輸,相比于國際上此類光束最遠的傳輸距離(米級),提升了三個數量級,并且產生效率達到了90%以上,如圖1所示。因此,被評審專家認為是“令人印象深刻的(impressive)”的科研成果。

該技術和方法有望大幅降低大氣湍流抑制的難度和成本,從而推動大氣湍流抑制技術真正走向實用,提升激光通信、激光探測等應用系統的工作性能。

該項成果最先在2019年5月5日舉辦的CLEO會議上發布,其后被美國應用物理快報-光子學雜志(APL Photonics)錄用發表,被編委們認定為“該雜志最好的科研成果之一(one of the journal’s best)”,并在網站首頁的首要位置進行了宣傳報道。

該項成果獲得了中科院重任局專項基金、空天院創新基金的資助和支持。
今天晚上5选5开奖号码