電子科技大學(xué)光纖傳感與通信教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室饒?jiān)平�教授團(tuán)隊(duì)基于主振蕩功率放大技術(shù)首次在國(guó)際上實(shí)現(xiàn)了輸出功率>100 W，散斑對(duì)比度低于人眼散斑感知閾值的多模光纖隨機(jī)激光器，具有低噪聲、高光譜密度及高效率等綜合優(yōu)勢(shì)，可望作為新一代高功率低相干性光源用于全視場(chǎng)、高損耗等場(chǎng)景的無散斑成像。

隨著成像在各個(gè)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，越來越多的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)成像光源的特性提出了更高的需求。普通的成像光源，如白光光源，已經(jīng)逐漸被亮度更高的光源所取代，如超發(fā)光二極管SLD、半導(dǎo)體激光器等。但是，由于常規(guī)激光器的高空間相干性，當(dāng)其應(yīng)用于散射環(huán)境中，或?qū)Υ植谖矬w進(jìn)行成像時(shí)，大量相干光子會(huì)發(fā)生干涉并產(chǎn)生散斑噪聲，嚴(yán)重影響成像質(zhì)量。因此，如何實(shí)現(xiàn)無散斑的成像是成像領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究課題，其關(guān)鍵是要實(shí)現(xiàn)一個(gè)高亮度/高光譜密度、低空間相干性的光源。然而對(duì)于常規(guī)光源來說，這兩個(gè)特性是不可兼得的，如白光光源具有低空間相干性，但是亮度較低，而常規(guī)激光器則與之相反。因此，實(shí)現(xiàn)低空間相干性的高功率激光光源對(duì)于無散斑成像具有重大意義。

為解決常規(guī)激光成像的散斑噪聲問題，研究人員提出了多種方案，如利用旋轉(zhuǎn)的毛玻璃擾亂激光波前分布、利用納米無序介質(zhì)形成低空間相干性隨機(jī)激光等，但是無法獲得高功率的輸出。電子科技大學(xué)光纖傳感與通信教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室饒?jiān)平�教授團(tuán)隊(duì)在取得高功率隨機(jī)光纖激光突破性進(jìn)展的基礎(chǔ)上，首次在國(guó)際上將高功率隨機(jī)光纖激光應(yīng)用于無散斑成像，通過將單模隨機(jī)激光生成、主功率振蕩放大技術(shù)和多模光纖相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了一種輸出功率大于100 W，散斑對(duì)比度低于人眼散斑感知閾值（0.04）的多模光纖隨機(jī)激光器。該新型激光器具有低噪聲、高光譜密度以及高效率等綜合優(yōu)勢(shì)。進(jìn)一步，基于該光源完成了無散斑成像實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，光纖隨機(jī)激光器功率的增加可以激發(fā)出更多的有效空間模式，有效降低輸出光場(chǎng)的散斑對(duì)比度，提高了無散斑成像質(zhì)量。通過模式分解理論仿真，揭示了光源功率、多模光纖模式和空間相干性之間的密切聯(lián)系。該項(xiàng)研究為高質(zhì)量無散斑成像提供了新一代的高功率低相干性光源，適用于全視場(chǎng)、高損耗或穿透深度大的無散斑成像應(yīng)用場(chǎng)景。

上述研究工作以“High-Power Multimode Random Fiber Laser for Speckle-Free Imaging”為題，在線發(fā)表在Annalen der Physik上，并入選當(dāng)期封面文章及亮點(diǎn)工作。電子科技大學(xué)張偉利教授和饒?jiān)平�教授為論文共同通訊作者。該研究得到了�?guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(61635005)的支持。

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