二、国防科大刘泽金教授课题组光纤激光相干合成技术

　　2011年6月14日，国防科技大学宣布，他们研制成功我国首台“千瓦级光纤激光相干合成试验系统”，系统输出总功率达1.5千瓦，而此前国际上此类系统的最大输出功率仅为725瓦。相关专家指出，该系统是国际上首次实现光纤激光千瓦级相干合成输出，其综合性能达国际先进水平，在相干合成输出功率、宽带和多波长激光相干合成技术等方面处国际领先地位。

　　国防科大刘泽金教授率领课题组经过多年研究，发明了基于随机并行梯度下降、单频抖动等两种光纤激光相干合成相位控制方法，建立了描述相干合成阵列激光的传输通用模型和传输方程，提出了相干合成光束质量评价指标，掌握了一系列拥有自主知识产权的核心关键技术。

　　刘泽金，1963年出生，军用光学专业博士毕业。现任：国防科技大学光电科学与工程学院院长、教授、博士生导师，国务院学位委员会第六届学科评议组成员，中国光学学会常务理事，国家863计划8领域专家委员会副主任，某973项目首席科学家。长期从事高能激光技术研究，已公开发表学术论文120余篇，获得国家科技进步一、二、三等奖各1项，军队和部委级国家科技进步一等奖7项，获发明专利授权9项。

　　2011年5月，刘泽金率领课题组研制的“千瓦级光纤激光相干合成试验系统”，实现了9路光纤激光相干合成，系统输出总功率达到1.5千瓦，光—光转换效率达到75%，各项技术指标均达国际最高水平。系统具有输出功率大、光束质量高、散热效果好、系统成本低等特点。

　　该课题研究组发明了基于随机并行梯度下降和单频抖动的光纤激光相干合成相位控制方法（简称“优化算法”），实验中发现了宽谱（约30GHz的谱线宽度）激光也能实现部分相干合成的物理现象，提出了用非单频激光进行相干合成的技术路线，阐明了宽谱、多波长激光相干合成的物理机制。

　　他们自行研制出9路百瓦级光纤激光放大器，当总输入功率为1900瓦时，相干合成功率可达1560瓦，这一输出功率为目前已知的该领域国际最高水平。

　　用优化算法能够实现宽谱和多波长激光部分相干合成的这一科学新发现，打破了此前只有窄谱激光才能实现相干的认识。

　　他们进一步深入研究了该发现的物理机制，为新一代大功率光纤激光系统的研制奠定了理论基础。其研究成果于2009年在美国出版的国际光学领域著名学术期刊OpticsLetters上以封面图示文章发表，在国际激光学界中引起广泛关注。

　　他们和美国学者各自独立提出将基于随机并行梯度下降优化算法用于光纤激光相干合成的技术方案，并单独提出了用于光纤激光相干合成的单频抖动相位控制方法，这两种方法都成功实现了“不同波长激光束的同步自动对齐”，解决了相干合成时相位控制的技术难题，获得了高质量的稳定激光输出，使目前光纤激光相干合成主动相位控制方法达到4种，得到国际激光领域同行的赞许。

　　与此同时，刘泽金等还提出了相干合成光束质量评价方法，解决了过去常用的光束质量评价标准不能对相干合成光束进行很好描述的问题，被学术界认可和采用。美国定向能协会出版的《高功率光纤激光器导论》一书采用了该方法，称其是“孔径填充相干阵列光束质量的最佳测试方法”，总装备部光电子技术专业组推荐其为我国相干合成激光光束质量评价准则。

　　近年来，该课题组在AppliedPhysicsLetters、OpticsLetters、OpticsExpress和光学学报等光学领域国内外著名学术期刊上发表论文121篇，其中SCI收录82篇。其阶段性成果“光纤激光相干合成技术”入选了“2009年中国光学重要成果”。

　　去年年底，许晓军教授（代刘泽金教授）在北京举行的《科学技术前沿论坛》上做了《光纤激光相干合成研究》报告，该报告重点介绍作者所在项目组在光纤激光相干合成领域的研究进展，包括基于优化式自适应光学的光纤激光相干合成相位控制技术、宽谱多波长相干合成理论、准单频光纤激光放大器的概念、多路光束的合束技术及相干合成光束质量的评价方法等。项目组在技术和理论上取得了系列突破，国际上首次实现了千瓦级光纤激光的相干合成，准单频光纤激光放大器首次达到千瓦级输出功率，并实现了8路光纤激光的偏振相干合成。

　　以下为许晓军教授（代刘泽金教授）光纤激光相干合成研究报告的视频（来源：中国科学院）：