Coherent beam combination of seven 1.5 µm fiber amplifiers through up to 1 km atmospheric turbulence: Near and Far Fields experimental analysis
Combinaison cohérente de sept amplificateurs fibrés 1.5 µm jusqu'à 1 km au travers de la turbulence atmosphérique: analysis expérimentale des champs proches et lointains
Résumé
Un banc d'essai laser basé sur la combinaison active de faisceaux cohérents (CBC) de sept amplificateurs à fibre de 1,5 μm, 3 W, a été développé pour des applications nécessitant une puissance élevée telles que le dépôt de densité de puissance sur une cible ou la communication laser en espace libre. Pour la première fois à notre connaissance, la technique de marquage en fréquence LOCSET (Locking of Optical Coherence by Single-detector Electronic-frequency Tagging) a été mise en œuvre sur le terrain dans des conditions réelles de turbulence atmosphérique dans une configuration de type " target-in-the-loop ". Une combinaison réussie a été obtenue après une propagation horizontale de 311 m et 1 km, à 1,5 m au-dessus du sol, alors que la force moyenne de turbulence estimée était de C_n^2∼4,10^(-14) "m" ^(-2/3). Dans cet article, nous présentons le banc laser CBC et un interféromètre en champ proche embarqué appelé PISTIL (PISton et TILt) capable de mesurer le déphasage relatif de chaque émetteur. Nous montrons que cette mesure peut fournir des informations sur la variation de phase relative induite par la turbulence des faisceaux laser combinés. En particulier, l'errance de l'enveloppe du faisceau dans le champ lointain peut être estimée grâce à ce diagnostic. Les résultats sont étayés par un modèle analytique et confirmés par une post-analyse numérique des interférences mesurées en champ lointain. Cet interféromètre supplémentaire peut améliorer le pointage du faisceau CBC à travers les turbulences.
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