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电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室饶云江教授团队基于主振荡功率放大技术首次在国际上实现了输出功率>100 W,散斑对比度低于人眼散斑感知阈值的多模光纤随机激光器,具有低噪声、高光谱密度及高效率等综合优势,可望作为新一代高功率低相干性光源用于全视场、高损耗等场景的无散斑成像。 随着成像在各个领域中的广泛应用,越来越多的应用场景对成像光源的特性提出了更高的需求。普通的成像光源,如白光光源,已经逐渐被亮度更高的光源所取代,如超发光二极管SLD、半导体激光器等。但是,由于常规激光器的高空间相干性,当其应用于散射环境中,或对粗糙物体进行成像时,大量相干光子会发生干涉并产生散斑噪声,严重影响成像质量。因此,如何实现无散斑的成像是成像领域的热点研究课题,其关键是要实现一个高亮度/高光谱密度、低空间相干性的光源。然而对于常规光源来说,这两个特性是不可兼得的,如白光光源具有低空间相干性,但是亮度较低,而常规激光器则与之相反。因此,实现低空间相干性的高功率激光光源对于无散斑成像具有重大意义。
为解决常规激光成像的散斑噪声问题,研究人员提出了多种方案,如利用旋转的毛玻璃扰乱激光波前分布、利用纳米无序介质形成低空间相干性随机激光等,但是无法获得高功率的输出。电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室饶云江教授团队在取得高功率随机光纤激光突破性进展的基础上,首次在国际上将高功率随机光纤激光应用于无散斑成像,通过将单模随机激光生成、主功率振荡放大技术和多模光纤相结合,实现了一种输出功率大于100 W,散斑对比度低于人眼散斑感知阈值(0.04)的多模光纤随机激光器。该新型激光器具有低噪声、高光谱密度以及高效率等综合优势。进一步,基于该光源完成了无散斑成像实验验证。实验结果表明,光纤随机激光器功率的增加可以激发出更多的有效空间模式,有效降低输出光场的散斑对比度,提高了无散斑成像质量。通过模式分解理论仿真,揭示了光源功率、多模光纤模式和空间相干性之间的密切联系。该项研究为高质量无散斑成像提供了新一代的高功率低相干性光源,适用于全视场、高损耗或穿透深度大的无散斑成像应用场景。 上述研究工作以“High-Power Multimode Random Fiber Laser for Speckle-Free Imaging”为题,在线发表在Annalen der Physik上,并入选当期封面文章及亮点工作。电子科技大学张伟利教授和饶云江教授为论文共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金重点项目(61635005)的支持。 (文章转载自网络,如有侵权,请联系删除)
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