一种多光束合束器制造技术

本发明专利技术公开一种多光束合束器，包括：入射光束阵列，包括若干平行的入射光束，在垂直于入射光束的平面上，入射光束按照从中心到边缘逐层阵列，每层光束在垂直平面上均排列呈封闭形状；至少两级合成装置，逐层将光束准直器聚合在中心光束周围；包括数量与准直器层数量相同的外反射镜面，固定在支撑板上，并围绕支撑板的中心孔布置；且中心孔与中心光束准直器的中心重合；数量与外反射面数量相同的内反射镜面，固定在支撑板上，围绕支撑板的中心孔布置且在径向上位于外反射镜面与中心孔之间。解决现有技术中参与合成的光束数目受限，结构复杂等问题，实现大数目光束合成，且结构紧凑，易于实现，提高合成光功率。

【技术实现步骤摘要】
一种多光束合束器
本专利技术涉及光束合成
，具体是一种级联型多光束合束器，可用于合成孔径成像等其他需要进行阵列光束合成的领域。
技术介绍
通过对阵列光束进行光束合成，是突破单束激光功率限制，提升总的激光功率的有效途径。光束合成就是实现单元光束的高效拼接，其目的是提高合成光束的能量集中度。光束合束器是实现光束合成的关键器件，其主要功能是减小光束之间的间距，提升阵列光束的占空比。现有的多光束合束器能够合成的光束数量相对较少，通常为7路(正六边形排布)或9路(正方形排布)，若想实现更多光束参与合成，结构上非常复杂，难于实现。
技术实现思路
本专利技术提供一种多光束合成器，用于克服现有技术中大数量光束合成器结构复杂、难于实现等缺陷，实现大数量光束合成，且简化合成器结构，易于实现，方便调节。为实现上述目的，本专利技术提供一种多光束合成器，至少包括：入射光束阵列，包括若干平行的入射光束，在垂直于所述入射光束的平面上，入射光束按照从中心到边缘逐层阵列，每层光束在垂直平面上均排列呈封闭形状；一级合成装置，包括一级支撑板及安装在所述一级支撑板上的一级合成单元，所述一级合成单元用于将经过与中心光束相邻且包围所述中心光束的第一层光束在径向上压缩，以聚集在所述中心光束周围；二级合成装置，包括二级支撑板及安装在所述二级支撑板上的二级合成单元，所述二级合成单元用于将经过与第一层光束相邻且包围所述第一光束的第二层光束在径向上压缩，以聚集在所述第一层光束周围；所述一级支撑板、二级支撑板均与入射光束阵列垂直设置；所述一级合成单元、二级合成单元均包括：数量与所述第一层光束或第二层光束数量相同的外反射镜面，固定在所述一级支撑板或二级支撑板上，并围绕所述一级支撑板或二级支撑板的中心孔布置；且所述中心孔与所述中心光束的中心重合；数量与所述外反射面数量相同的内反射镜面，固定在所述一级支撑板上或二级支撑板上，并围绕所述一级支撑板或二级支撑板的中心孔布置；且在径向上位于外反射镜面与中心孔之间。本专利技术提供的多光束合成器，入射光束阵列也可经与其对应的准直器阵列准直后，其中，靠近中心光束(也可经中心光束准直器准直)的第一层光束(也可经第一层光束准直器准直)经一级合成装置后，在径向上向中心光束移动，以缩小第一层光束与中心光束在径向上的距离，减小局部占空比；同样，经二级合成装置将第二层光束(也可经第二层光束准直器准直)在径向上向第一层光束移动，以缩小第二层光束与第一层光束在径向上的距离，减小局部占空比；通过多级合成装置，将逐层排列的光束一层一层聚集在中心光束周围，从而减小光束之间的间距，提升阵列光束的占空比；此外，本方案中通过每级合成装置对应将每层阵列光束进行聚集，而每级合成装置的结构相同，不会因为级数的多而带来结构上的变化，故而可将大数量包括百、千、万数量级的光束进行合束，相对于现有技术，本专利技术在结构上能够实现大数量光束的合成，大大提高了合成光束的能量集中度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的多光束合束器的原理图；图2为本专利技术具体实施例一提供的反射式级联型多光束合束器的立体图；图3为图2中光束准直器阵列的主视图；图4为图3的右视图；图5为图2中一级合成装置的主视图；图6为图5的右视图；图7为图5中内结构件的主视图；图8为图7的右视图；图9为图2中二级合成装置的右视图；图10为图9中内结构件的主视图；图11为图10的右视图；图12为图2中三级合成装置的右视图；图13为图12中内结构件的主视图；图14为图13的右视图；图15为本专利技术具体实施例二提供的透射式级联型多光束合束器的立体图；图16为图15中一级合成装置的立体图；图17为图16中一级支撑板的主视图；图18为图15中二级合成装置的立体图；图19为图18中二级支撑板的主视图；图20为图15中三级合成装置的立体图；图21为图20中三级支撑板的主视图；图22为图15中形成一级合成装置、二级合成装置及三级合成装置的棱形光束透射体的主视图；图23为图22的右视图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本专利技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。另外，本专利技术各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。实施例如附图1所示，一种多光束合束器，至少包括：光束准直器阵列0和N级光束合成装置，N为大于1的整数。例如包括：一级合成装置1、二级合成装置2；参见图3、图4，光束准直器阵列0，包括若干光束准直器0-1、用于为光束准直器0-1提供安装支撑的在准直器支撑板0-0、多个倾斜调节架0-2用于调节光束准直器0-1角度、位置，并按照从中心到边缘逐层阵列，每层光束准直器在所述准直器支撑板0-0上均排列呈封闭形状；每层光束准直器在所述准直器支撑板0-0上均排列呈正多边形或圆形；为提高最终光束聚集的集中度，每层光束准直器的阵列形状大致相同或相似，如果相邻两光束准直器之间采用直线连接，则形成正多边形，正多边形的边数与光束准直器阵列的数量相同，由内到外每层的参与阵列的光束准直器的数量越来越多，也可以按照一定的规律进行设置；如果相邻两光束准直器之间采用弧线连接，例如形成同心圆形或同心椭圆形；准直器支撑板0-0为圆形板，直径为：D0＝(2N+1)L，L为相邻准直器之间的最短距离；其中一个准直器0-1位于准直器支撑板0-0的圆心；其余准直器0-0等间距安装于以准直器支撑板0-0的圆心为圆心、以nL为半径的圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多光束合束器，其特征在于，至少包括：入射光束阵列，包括若干平行的入射光束，在垂直于所述入射光束的平面上，入射光束按照从中心到边缘逐层阵列，每层光束在垂直平面上均排列呈封闭形状；一级合成装置，包括一级支撑板及安装在所述一级支撑板上的一级合成单元，所述一级合成单元用于将经过与中心光束相邻且包围所述中心光束的第一层光束在径向上压缩，以聚集在所述中心光束周围；二级合成装置，包括二级支撑板及安装在所述二级支撑板上的二级合成单元，所述二级合成单元用于将经过与第一层光束相邻且包围所述第一光束的第二层光束在径向上压缩，以聚集在所述第一层光束周围；所述一级支撑板、二级支撑板均与入射光束阵列垂直设置；所述一级合成单元、二级合成单元均包括：数量与所述第一层光束或第二层光束数量相同的外反射镜面，固定在所述一级支撑板或二级支撑板上，并围绕所述一级支撑板或二级支撑板的中心孔布置；且所述中心孔与所述中心光束的中心重合；数量与所述外反射面数量相同的内反射镜面，固定在所述一级支撑板上或二级支撑板上，并围绕所述一级支撑板或二级支撑板的中心孔布置；且在径向上位于外反射镜面与中心孔之间。

【技术特征摘要】
1.一种多光束合束器，其特征在于，至少包括：入射光束阵列，包括若干平行的入射光束，在垂直于所述入射光束的平面上，入射光束按照从中心到边缘逐层阵列，每层光束在垂直平面上均排列呈封闭形状；一级合成装置，包括一级支撑板及安装在所述一级支撑板上的一级合成单元，所述一级合成单元用于将经过与中心光束相邻且包围所述中心光束的第一层光束在径向上压缩，以聚集在所述中心光束周围；二级合成装置，包括二级支撑板及安装在所述二级支撑板上的二级合成单元，所述二级合成单元用于将经过与第一层光束相邻且包围所述第一光束的第二层光束在径向上压缩，以聚集在所述第一层光束周围；所述一级支撑板、二级支撑板均与入射光束阵列垂直设置；所述一级合成单元、二级合成单元均包括：数量与所述第一层光束或第二层光束数量相同的外反射镜面，固定在所述一级支撑板或二级支撑板上，并围绕所述一级支撑板或二级支撑板的中心孔布置；且所述中心孔与所述中心光束的中心重合；数量与所述外反射面数量相同的内反射镜面，固定在所述一级支撑板上或二级支撑板上，并围绕所述一级支撑板或二级支撑板的中心孔布置；且在径向上位于外反射镜面与中心孔之间。2.如权利要求1所述的多光束合束器，其特征在于，所述一级支撑板在光的传输方向上位于所述二级支撑板之前；所述第一支撑板的中心孔用于供经中心光束穿过；所述第二支撑板的中心孔用于供经一级合成装置后聚合的第一层光束穿过。3.如权利要求1所述的多光束合束器，其特征在于，还包括：三级合成装置，包括三级支撑板及安装在所述三级支撑板上的三级合成单元，所述三级合成单元用于将经过与第二层光束相邻且包围所述第二层光束的第三层光束在径向上压缩，以聚集在所述第二光束的周围；所述三级支撑板与所述一级支撑板、二级支撑板均平行设置；且在光的传输方向上所述一级支撑板、二级支撑板及三级支撑板顺次排列；所述三级合成单元包括：数量与所述第三层光束数量相同的外反射镜面，固定在所述三级支撑板上；并围绕所述三级支撑板的中心孔布置，且所述三级支撑板的中心孔与所述中心光束的中心重合，用于供经二级合成装置后聚合后的第二层光束穿过；数量与所述外反射面数量相同的内反射镜面，固定在所述三级支撑板上，并围绕所述三级支撑板的中心孔布置，且在径向上位于外反射镜面与中心孔之间。4.如权利要求1～3任一项所述的多光束合束器...

【专利技术属性】
技术研发人员：粟荣涛，常洪祥，常琦，周朴，马阎星，马鹏飞，吴坚，姜曼，王小林，司磊，许晓军，陈金宝，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43