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。
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