和“再问中国知识分子的良知和素养何在？”商榷

optro 发表于 2012-10-22 19:57
这里面有一个很好笑的问题。所谓的光纤激光的相干合束（我反对这个技术）：

老人家，别整天张嘴就是 这个你反对，那个你反对，麻烦去看看做光纤激光器厂家的产品目录再来说吧。你还想把你老掉牙的“高中物理”玩到22世纪？

mcraelee  那个化学激光武器和千瓦光纤为什么也是陷阱呢？都做出来了的，大师  发表于 半小时前
美国机载激光武器是美国星球大战地基、海基、空际激光武器最后保留下来的一个项目，波音公司的机载激光武器。它的目标是展区激光武器，摧毁400公里起飞段的弹道导弹。当年号称2003年进行机载打靶，据说已经实现地面六项重大突破，其中200千瓦一个激光模块重量仅270公斤。他们在2009年实现，天上3台波音747——400型飞机值班飞行，3台维修，3台库存。当年我看到这个报道，感觉后背心出汗。我不担心它拦击导弹，担心他400公里外对地面目标的摧毁，点到哪里烧到哪里。

当时，我手中只有3个数据，氧碘激光，直径1500毫米发射天线，2兆瓦输出功率。我就建议开始光纤激光武器的开发，03年7月一日，我们出了第一台10瓦光纤激光，开始设计损伤模拟实验装置设计。
当时，一次偶然机会见到范老师，我就问为什么老一辈在60年代终止了激光武器的研究，而致盲坚持下来，现在装备。

就这3个数据，到了04年春节前，我终于推出了数学公式，证明美国机载激光武器仅能摧毁3000——4000米范围的目标。我现国内的化学激光同样达到了这个水平。我们自卑，是因为美国夸大了他的技术指标
而这个技术指标是我们无论如何打不到的。到了10年美国国防部长让这个机载激光武器下了马。这时候波音公司开始了打靶，最后一台波音747把3000——4000米内的靶机给大下来了。

这个消息在国内被很多激光界的教授们津津乐道，您说是不是悲哀？！

optro 发表于 2012-10-23 11:51
张老板在这里您能够明确回答这样的问题吗？

你认为十几年前就已经实现低功率多束光相干合成，问题;

Optro先生：
对一种技术发出质疑之前，您最好先做做功课。看到您问的问题我觉得挺好笑的。

半导体激光器LD的相干合成技术由来已久，上世纪70年代就有了。针对光纤激光器的相干合成技术主要是本世纪初开始的。
光纤激光器的相干合成从机理上大致可以分为两类：一类是被动锁相的所谓自组织相干合成或者叫被动相干合成，通过合理的光路设计或者外腔设计实现相位的自锁定输出；另外一类就是主动控制相位的相干合成，或者说叫主动相干合成，通常采用MOPA结构。

相干合成被认为基本的条件是单一频率，相位差恒定（锁相），同偏振；随着研究的进展，宽谱（GHz量级）激光，不同频率的激光，甚至非线偏振放大都可以实现较高程度的相干合成输出，这也为光纤激光使用大模场光纤，实现高功率的相干合成输出铺平了道路。

现在我正式回答您的问题：
1. 单模激光，例如单模光纤激光器产生的单模激光通过单模光纤传输，比如掺铒，掺镱，掺钕等等。
2. 两路单模光纤激光器的相干合成实验装置很简单，有兴趣的都可以搭一下，也很容易。

无知无畏 发表于 2012-10-23 13:43
Optro先生：
对一种技术发出质疑之前，您最好先做做功课。看到您问的问题我觉得挺好笑的。

张老板再问您：

A。相干合成，使把两束相干的单模激光合并成一束激光还是在空间会聚到一个点上？
这个概念您搞清楚了吗？

optro 发表于 2012-10-23 13:54
张老板再问您：

A。相干合成，使把两束相干的单模激光合并成一束激光还是在空间会聚到一个点上？

Optro先生：

您的这个问题就显得更低级了。我来告诉您答案。

无论是通过NxN的耦合器（被动锁相）实现两束相干的单模激光合并成一束激光，通过一根单模光纤输出；还是采用MOPA（主动锁相）通过空间汇聚到一个点上，都可以实现相干合成。

Optro先生：
我问您的不等式的意义您现在会回答我吗？
您恐怕没有搞清楚光谱合成和相干合成的区别，对于光谱合成来说，需要采用多个不同波长（接近）的光纤激光器，通过体光栅来实现汇聚，输出的光束质量的确会比单个输出的光纤激光器差一些，这和相干合成的机理还是有本质不同的。尽管这两种技术路线各有所长，但是在更高功率，更远距离，更高亮度这样的目标需求牵引下，相干合成似乎更能够贴近这样的目标。

无知无畏 发表于 2012-10-23 16:36
Optro先生：

您的这个问题就显得更低级了。我来告诉您答案。

张老板的两束单模相干光合成一束的相干合束，不知道刘泽金教授占卜赞不赞成这样的活法。

我在前面已经阐述过了。

A。几何光学有；拉格朗日不变量，母国光的光学，开始就讲了，南开大学物理系光学中心的一位教授上午教了这个定律，下午要我设计违背这个定律的光学系统。

B。波动光学，我已经说过了，不可能将一束单模光和另一束单模光合并成一束光，很简单即便这两束光的频率、相位、芳香矢量，光斑波束直径、束散一致，但是位置不一样。即使，可以把这两束光通过光学变换会聚到相同的坐标，但是方向矢量又会变化，不一致了。这是很简的道理和数学。

这里我不是为了回答张老板，只是这个误解在很多人心里存在。

C。（这个是重庆师大戴老师告诉我的）。从量子光学来说，每一个单模光束就代表一个光子，一个量子函数（我很长时间不看量子力学了，有错误，大家完善）。据说里每个量子函数是唯一的，这样两束单模光就不可能合并成一束光。

那么，张老板还信誓旦旦地说，有单模相干合束，这又是什么呢？

通讯上的确有32束单模光纤输出的“信号”（注意这里我说的是信号）合并到一束单模光纤中间，这束单模光纤包含了32束光纤的“信号”。假设，每束光纤是10毫瓦，带有32束单模光纤“信号”的光束功率小于10毫瓦。

这又是为什么？

我到工厂看过这类单模合束的仪器，的确把两束光合进一束光了，但是只是保证进入单模光纤的光束中包含有各个的光，不需要全部耦合进去，一束单模光的功率小于两束光的合。这就是张老板说的通讯中的合束。
1+1——2，（1+1）+（1+1)——4，4+4——8，8+8——16，16 +16——32。这就是通讯上的单模合束。

optro 发表于 2012-10-23 18:44
张老板的两束单模相干光合成一束的相干合束，不知道刘泽金教授占卜赞不赞成这样的活法。

我在前面已经 ...

Optro先生：
看到您对单模光纤激光的相干合成的理解以及描述的单模光纤耦合器的概念，我知道和您是无法沟通关于相干合成的问题的。您对这些知识是没有概念的。

我从事过光纤耦合器，能够理解您说的意思，哈哈，我相信论坛上大多数人也明白单模耦合器的原理。为了让您了解一些更多的知识，我还是说一下吧，就不收您的学费了。

早期使用2x2单模光纤耦合器用于相干合成的实验时，有人把2x2的耦合器的“耦合区”切开，也就是留一半的耦合区，端面切平或者抛光，利用4%的菲涅尔反射作为光纤激光器的腔镜的一部分，从而对两路光纤激光器实现被动的锁相，相干合成输出，至于为什么切开一半的耦合区，熔融拉锥型的2x2光纤耦合器中两根光纤中单模光的相位关系，请您参考耦合器的理论，这是很清楚的。

后来的进一步实验发现，不需要切开2x2型耦合器的耦合区，在输出光纤端面上做文章，产生一定的反射，形成腔镜，一样可以实现两路光纤激光器的被动锁相输出。

进而延伸到4路，8路。。。

如果光经过了50:50 （2x2）的耦合器功率都损失了一半，加到一起还是原来的功率，那还叫什么相干合成输出？

Optro先生，您对相干合成真的有概念吗？我深表怀疑!

Optro先生：

至于您说的B：
“B。波动光学，我已经说过了，不可能将一束单模光和另一束单模光合并成一束光，很简单即便这两束光的频率、相位、芳香矢量，光斑波束直径、束散一致，但是位置不一样。即使，可以把这两束光通过光学变换会聚到相同的坐标，但是方向矢量又会变化，不一致了。这是很简的道理和数学。”

确实很简单，可惜也说明了您根本就不理解什么叫相干合成，我再给您说一遍：

相干的本意是“相互干扰，相互影响”，并不是说一定要变成同一个光波，您懂吗？合成指的是提升了功率输出水平，提高了输出激光的亮度，这是目的。

相干合成输出的激光远场光斑的分布，主瓣能量的分布，远场干涉条纹的可见度能够非常直观地观测到相干合成的效果，理想条件下，相干合成输出的激光主瓣的光强是单路激光光强的平方。

L=D x a x n (拉格朗日不变量）只是衡量光束质量的一种方式，或者说光斑大了，发散角就小了，反之也是如此，发散角小了，光束直径大了，乘积不变。 （考虑处于同一介质中，折射率n一致）

拉格朗日不变量能说明什么呢？跟相干合成有什么关系呢？为什么从几何光学的角度，两束汇聚到一起的光就不会相互影响呢？谁又非得让他们“改变”成对方呢？

话说到这里，所谓的“相干合束”，有一点已经辩论清楚，就是所谓的“合束”是不可能的，两束光纤输出的光重叠成一束光是不可能的，无论谁说美国人在N年以前就坐过了，只能说明这个鬼子作的是神话。同样N束单模激光也不能够同时耦合进一束光纤，除非他改写物理学。至于翰宇张老板能够，它是商人，所以以前卖过汉语的东西，依靠他们技术支持开发光纤激光的学者们，您们注定出不了成果，除非造假。你们后悔吗？现在继续的人您们如何？

在明确第一个不能合束之后，就是讨论假设有N束相干光，会聚到一点，相干有意义吗？
还有就是国防科大那个有名的相干合束图解。

optro 发表于 2012-10-23 23:06
话说到这里，所谓的“相干合束”，有一点已经辩论清楚，就是所谓的“合束”是不可能的，两束光纤输出的光重 ...

Optro先生：

我看您有些恼羞成怒的味道，一把年纪了，注意您的修养，气大伤身，对您的身体不利。

为什么两束单模激光不能“合束”到一根单模光纤中？您不了解偏振的含义，不理解相位的含义，这是您自己的缺陷。

请看：
单模波分复用器，WDM，能够实现不同波长之间的单模光的合并，例如1310/1550nmWDM，把两个不同波长的光合并在同样的一根单模光纤上输出，功率自然叠加，可以理解为波长合成。现在的高功率光谱合成也是类似的机理。
偏振合束器，PBC，可以把两个正交的线偏振的单模光合并起来，通过一根单模光纤输出，功率自然叠加，这可以理解为偏振合成。
相干合成，两束单模激光，同频率，同相位（或者固定相位差），同偏振，自然可以合成进一根单模光纤传输。

Optro先生您太土了，现在做一个民科您都不太够格了，恐怕。不学无术对您没好处。