撰稿 | 韦小明
图1 光场波前调控系统示意图
针对以上技术难题，美国加州理工学院汪立宏教授团队研发了基于遗传算法光场波前控制技术的智能多维激光器。利用遗传算法光场波前控制技术，实现对多维度光纤激光器的输出功率、模式分布、光谱以及时空锁模等性能进行智能控制，如图2所示。通过定制遗传算法的目标函数，实现对多模光纤激光器中的多个维度性能进行智能优化，大大降低了多维度光学系统的复杂度，为高维度控制提供了新技术方案。
此项技术具有巨大的潜力：1）多维激光的功率优化功能（约2倍）可以进一步提高多模光纤系统产生大脉冲能量飞秒脉冲激光的能力；2）激光光场的自洁能力进一步拓展了多维激光应用研究，特别在是高分辨率显微、高通量光谱分析、微纳加工等领域；3）智能波长切换和扫描功能对光学传感、光学测量和光谱分析等研究领域意义重大；4）智能时空锁模的实现能进一步增强多模光纤激光器对极端应用环境的适应性。
图2 智能多维激光器的基本性能展示：平均功率优化（a），
光场自洁（b），波长调谐（c），时空锁模脉冲产生（d）。
不限于多模光纤激光器，此项技术还可以扩展到其它多维光学系统中，例如棒状光纤激光器，薄片激光器以及其它固态多维振荡器。可以预见，智能多维激光技术是实现更高性能多维激光的关键技术，为探索多维非线性动力学提供了新的技术思路，同时为新的应用研究提供了新的平台。
文章来源：中科院长春光机所 Light学术出版中心
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