一种基于多路径调整机构的激光空间功率合成系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多路径调整机构的激光空间功率合成系统，包括多路径调整机构、多组望远扩束组件和汇聚组件，多路径调整机构包括多个三维压电陶瓷调整装置，多个三维压电陶瓷调整装置中的每个三维压电陶瓷调整装置对应一路激光光束；每组望远扩束组件对应一个三维压电陶瓷调整装置，每组望远扩束组件的凹透镜固定于对应的一个三维压电陶瓷调整装置，三维压电陶瓷调整装置用于驱动凹透镜在三维方向上移动；汇聚组件用于汇聚所有经过望远扩束组件扩束后的激光光束，并将汇聚后的激光光束作用到预定位置的靶标。

A Laser Spatial Power Combination System Based on Multipath Adjustment Mechanism

The invention discloses a laser space power combining system based on a multi-path adjusting mechanism, which includes a multi-path adjusting mechanism, a multi-group telescope beam expanding component and a convergence component. The multi-path adjusting mechanism comprises a plurality of three-dimensional piezoelectric ceramic adjusting devices, and each three-dimensional piezoelectric ceramic adjusting device in a plurality of three-dimensional piezoelectric ceramic adjusting devices corresponds to one laser beam; each group of telescope beam expanding devices corresponds to one The module corresponds to a three-dimensional piezoelectric ceramic adjusting device. The concave lens of each telescope expanding module is fixed to a corresponding three-dimensional piezoelectric ceramic adjusting device. The three-dimensional piezoelectric ceramic adjusting device is used to drive the concave lens to move in the three-dimensional direction. The convergent module is used to collect all laser beams after the expansion of the telescope expanding module, and the convergent laser beams are applied to a predetermined direction. Location target.

【技术实现步骤摘要】
一种基于多路径调整机构的激光空间功率合成系统
本专利技术涉及激光
，具体涉及一种基于多路径调整机构的激光空间功率合成系统。
技术介绍
激光空间功率合成是将空间不同分布的激光光束通过合成装置，在空间靶标处高度汇聚，激光空间功率合成是提高到靶功率密度的一种方式，起到将多束激光能量汇聚至靶标的作用。激光空间合成是将空间不同分布的激光束通过传输系统，在空间目标处高度汇聚，多路激光光束的空间功率合成要求激光器输出的激光束之间平行度严格一致，需要对多路激光光束实现三维调整，且要求光束调整角分辨率在微弧度量级。然而，在实际工程中，使用的普通机械调整方法无法达到多路激光光束调整角的分辨率在微弧度量级。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种基于多路径调整机构的激光空间功率合成系统，达到多路激光光束调整角的分辨率在微弧度量级。为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一种基于多路径调整机构的激光空间功率合成系统，包括：多路径调整机构，其包括多个三维压电陶瓷调整装置，多个所述三维压电陶瓷调整装置中的每个三维压电陶瓷调整装置对应一路激光光束；多组望远扩束组件，每组所述望远扩束组件对应一个所述三维压电陶瓷调整装置，每组所述望远扩束组件的凹透镜固定于对应的一个三维压电陶瓷调整装置，所述三维压电陶瓷调整装置用于驱动所述凹透镜在三维方向上移动；汇聚组件，其用于汇聚所有经过所述望远扩束组件扩束后的激光光束，并将汇聚后的激光光束作用到预定位置的靶标。在上述技术方案的基础上，所述多路径调整机构包括三个三维压电陶瓷调整装置，三个三维压电陶瓷调整装置呈圆周对称分布；所述望远扩束组件为三组，三组所述望远扩束组件的三个凹透镜分别固定于三个所述三维压电陶瓷调整装置，且三个所述凹透镜呈圆周对称分布。在上述技术方案的基础上，所述三维压电陶瓷调整装置包括：X轴方向压电陶瓷，其可沿X轴方向伸缩，并驱动所述凹透镜沿X轴方向移动；Y轴方向压电陶瓷，其可沿Y轴方向伸缩，并驱动所述凹透镜沿Y轴方向移动；Z轴方向压电陶瓷，其可沿Z轴方向伸缩，并驱动所述凹透镜沿Z轴方向移动。在上述技术方案的基础上，所述X轴方向压电陶瓷、所述Y轴方向压电陶瓷和所述Z轴方向压电陶瓷之间均通过柔性铰链堆叠相连。在上述技术方案的基础上，所述三维压电陶瓷调整装置对应的凹透镜通过所述柔性铰链与所述Z轴方向压电陶瓷相连。在上述技术方案的基础上，所述多路径调整机构包括六个三维压电陶瓷调整装置，六个三维压电陶瓷调整装置呈圆周对称分布；所述望远扩束组件为六组，六组所述望远扩束组件的六个凹透镜分别固定于六个所述三维压电陶瓷调整装置，且六个所述凹透镜呈圆周对称分布。在上述技术方案的基础上，所述三维压电陶瓷调整装置包括：X轴方向压电陶瓷，其可沿X轴方向伸缩，并驱动所述凹透镜沿X轴方向移动；Y轴方向压电陶瓷，其可沿Y轴方向伸缩，并驱动所述凹透镜沿Y轴方向移动；Z轴方向压电陶瓷，其可沿Z轴方向伸缩，并驱动所述凹透镜沿Z轴方向移动。在上述技术方案的基础上，所述X轴方向压电陶瓷、所述Y轴方向压电陶瓷和所述Z轴方向压电陶瓷之间均通过柔性铰链堆叠相连。在上述技术方案的基础上，所述三维压电陶瓷调整装置对应的凹透镜通过所述柔性铰链与所述Z轴方向压电陶瓷相连。在上述技术方案的基础上，所述汇聚组件包括汇聚透镜和调焦部件，所述汇聚透镜设于所述望远扩束组件的凸透镜与靶标之间。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术的一种基于多路径调整机构的激光空间功率合成系统，多路空间激光光束从激光源射出后分别进入对应的三维压电陶瓷调整装置，再经过望远扩束组件进行扩束后，汇聚组件将所有扩束后的激光光束汇聚并作用到预定位置的靶标。凹透镜安装于三维压电陶瓷调整装置上，每个三维压电陶瓷调整装置上安装一个凹透镜，多路径调整机构采用三维的多级放大结构，其微位移由压电陶瓷驱动实现三维平移，采用压电陶瓷叠堆驱动，具备高运动分辨率、大行程的特点，可以扩大实现微米级或亚微米级的分辨率以及几十或几百微米的行程，实现高精度、大行程的驱动凹透镜的三维移动，达到调整对应的多路激光光束沿光轴的三维移动，从而满足多路激光光束调整角的分辨率在微弧度量级的目的。附图说明图1为本专利技术实施例中一种基于多路径调整机构的激光空间功率合成系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例1中多路径调整机构的结构示意图；图3为本专利技术实施例2中多路径调整机构的结构示意图；图4为本专利技术实施例中三维压电陶瓷调整装置的结构示意图。图中：1-多路径调整机构，10-三维压电陶瓷调整装置，100-X轴方向压电陶瓷，101-Y轴方向压电陶瓷，102-Z轴方向压电陶瓷，103-柔性铰链，2-激光光束，3-望远扩束组件，30-凹透镜，31-凸透镜4-汇聚组件，40-汇聚透镜，5-靶标。具体实施方式以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步详细说明。参见图1所示，本专利技术实施例提供一种基于多路径调整机构的激光空间功率合成系统，包括多路径调整机构1、多组望远扩束组件3和汇聚组件4，多路径调整机构1包括多个三维压电陶瓷调整装置10，多个三维压电陶瓷调整装置10中的每个三维压电陶瓷调整装置10对应一路激光光束2；每组望远扩束组件3对应一个三维压电陶瓷调整装置20，每组望远扩束组件3的凹透镜30固定于对应的一个三维压电陶瓷调整装置20，三维压电陶瓷调整装置20用于驱动凹透镜30在三维方向上移动；汇聚组件4用于汇聚所有经过望远扩束组件3扩束后的激光光束，并将汇聚后的激光光束作用到预定位置的靶标5。具体的工作原理如下：多路空间激光光束2从激光源射出后分别进入对应的三维压电陶瓷调整装置10，再经过望远扩束组件3进行扩束后，汇聚组件4将所有扩束后的激光光束汇聚并作用到预定位置的靶标5。凹透镜30安装于三维压电陶瓷调整装置10上，每个三维压电陶瓷调整装置10上安装一个凹透镜30，多路径调整机构1采用三维的多级放大结构，其微位移由压电陶瓷驱动实现三维平移，采用压电陶瓷叠堆驱动，具备高运动分辨率、大行程的特点，可以扩大实现微米级或亚微米级的分辨率以及几十或几百微米的行程，实现高精度、大行程的驱动凹透镜的三维移动，达到调整对应的多路激光光束沿光轴的三维移动，从而满足多路激光光束调整角的分辨率在微弧度量级的目的。实施例1：参见图1和图2所示，本专利技术实施例1提供一种基于多路径调整机构的激光空间功率合成系统，包括多路径调整机构1、三组望远扩束组件3和汇聚组件4，多路径调整机构1包括三个三维压电陶瓷调整装置10，三个三维压电陶瓷调整装置10中的每个三维压电陶瓷调整装置10对应一路激光光束2；每组望远扩束组件3对应一个三维压电陶瓷调整装置20，每组望远扩束组件3的凹透镜30固定于对应的一个三维压电陶瓷调整装置20，三维压电陶瓷调整装置20用于驱动凹透镜30在三维方向上移动；汇聚组件4用于汇聚所有经过望远扩束组件3扩束后的激光光束，并将汇聚后的激光光束作用到预定位置的靶标5。具体的工作原理如下：三路空间激光光束2从激光源射出后分别进入对应的三维压电陶瓷调整装置10，再经过望远扩束组件3进行扩束后，汇聚组件4将所有扩束后的激光光束汇聚并作用到预定位置的靶标5。望远扩束组件3为伽利略式望远镜，伽利略式望远镜的凹透镜30安装于三维压电陶瓷调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多路径调整机构的激光空间功率合成系统，其特征在于，包括：多路径调整机构(1)，其包括多个三维压电陶瓷调整装置(10)，多个所述三维压电陶瓷调整装置(10)中的每个三维压电陶瓷调整装置(10)对应一路激光光束(2)；多组望远扩束组件(3)，每组所述望远扩束组件(3)对应一个所述三维压电陶瓷调整装置(20)，每组所述望远扩束组件(3)的凹透镜(30)固定于对应的一个三维压电陶瓷调整装置(20)，所述三维压电陶瓷调整装置(20)用于驱动所述凹透镜(30)在三维方向上移动；汇聚组件(4)，其用于汇聚所有经过所述望远扩束组件(3)扩束后的激光光束，并将汇聚后的激光光束作用到预定位置的靶标(5)。

【技术特征摘要】
1.一种基于多路径调整机构的激光空间功率合成系统，其特征在于，包括：多路径调整机构(1)，其包括多个三维压电陶瓷调整装置(10)，多个所述三维压电陶瓷调整装置(10)中的每个三维压电陶瓷调整装置(10)对应一路激光光束(2)；多组望远扩束组件(3)，每组所述望远扩束组件(3)对应一个所述三维压电陶瓷调整装置(20)，每组所述望远扩束组件(3)的凹透镜(30)固定于对应的一个三维压电陶瓷调整装置(20)，所述三维压电陶瓷调整装置(20)用于驱动所述凹透镜(30)在三维方向上移动；汇聚组件(4)，其用于汇聚所有经过所述望远扩束组件(3)扩束后的激光光束，并将汇聚后的激光光束作用到预定位置的靶标(5)。2.如权利要求1所述的激光空间功率合成系统，其特征在于：所述多路径调整机构(1)包括三个三维压电陶瓷调整装置(10)，三个三维压电陶瓷调整装置(10)呈圆周对称分布；所述望远扩束组件(3)为三组，三组所述望远扩束组件(3)的三个凹透镜(30)分别固定于三个所述三维压电陶瓷调整装置(10)，且三个所述凹透镜(30)呈圆周对称分布。3.如权利要求2所述的激光空间功率合成系统，其特征在于，所述三维压电陶瓷调整装置(10)包括：X轴方向压电陶瓷(100)，其可沿X轴方向伸缩，并驱动所述凹透镜(30)沿X轴方向移动；Y轴方向压电陶瓷(101)，其可沿Y轴方向伸缩，并驱动所述凹透镜(30)沿Y轴方向移动；Z轴方向压电陶瓷(102)，其可沿Z轴方向伸缩，并驱动所述凹透镜(30)沿Z轴方向移动。4.如权利要求3所述的激光空间功率合成系统，其特征在于，所述X轴方向压电陶瓷(100)、所述Y轴方向压电陶瓷(101)和所述Z轴方向压电陶瓷(102)之...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡海力，武春风，李强，姜永亮，胡黎明，李梦庆，兰硕，
申请(专利权)人：湖北航天技术研究院总体设计所，
类型：发明
国别省市：湖北,42