相干阵列光束相位误差检测装置及相干合成锁相系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出了相干阵列光束相位误差检测装置及相干合成锁相系统。相干阵列光束相位误差检测装置包括基板、立方分束器、立方合束器和偏振光电探测器。立方合束器呈N×M阵列排布在安装基板上，立方分束器排布在立方合束器阵列的一侧，与立方合束器阵列形成N×(M+1)阵列。参考光通过立方分束器后与相干阵列光束在立方合束器处进行偏振相干合成，实现阵列光束与参考光的相位误差检测。将该装置应用到相干合成系统中，对阵列光束分束后的小部分光进行处理后，获得相位误差传输给信号处理器，生成误差补偿信号，反馈给各光束的相位调制器，进行活塞像差校正，实现相干合成。本实用新型专利技术可有效提升相干合成系统的光束数量，解决控制带宽受限的难题。

【技术实现步骤摘要】
相干阵列光束相位误差检测装置及相干合成锁相系统
本技术涉及一种相干阵列光束相位误差检测装置及基于该装置实现的阵列光束相干合成锁相系统，属于阵列光束相干合成

技术介绍
为了获得高功率、高光束质量激光输出，人们提出了阵列光束相干合成技术方案，该方案通过对多台中等功率单频或窄线宽高光束质量激光器进行相位控制的方法获得高亮度激光输出，阵列光束相干合成技术尤其在光纤激光领域获得广泛研究。目前，应用较多的锁相方法是基于单探测器的优化锁相方法，比如爬山法、外差法、抖动法、SPGD算法等，随着参与相干合成的光束数量的增加，上述各种方法在控制带宽、频域资源、光路调节等方面均存在不同程度的困难。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本技术提出了一种相干阵列光束相位误差检测装置及相干合成锁相系统。将本技术应用于阵列光束相干合成系统中，可在保证相干合成锁相控制速度不变、光路调节难度不显著增加的情况下，大量增加参与相干合成的光束数量，解决锁相系统控制带宽受限的难题。为实现上述技术目的，本技术采用的具体技术方案如下：本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.相干阵列光束相位误差检测装置，其特征在于，包括基板、立方分束器、立方合束器和偏振光电探测器；立方分束器和立方合束器均安装在基板的正面，其中立方合束器有N×M个，N×M个立方合束器呈N列×M行阵列形式排布在安装基板上，形成N×M立方合束器阵列；N个立方分束器排布在N×M立方合束器阵列的一侧且与N×M立方合束器阵列形成N列×(M+1)行阵列；参考光从N个立方分束器的一侧入射，参考光经N个立方分束器后均分为N路功率相等的二级参考光，每一路二级参考光的光路上依次经过M个立方合束器；N×M阵列光束从基板的背面对应入射到N×M立方合束器阵列的各立方合束器中并与入射到各立方合束器中的二级参考光进行偏振相...

【技术特征摘要】
1.相干阵列光束相位误差检测装置，其特征在于，包括基板、立方分束器、立方合束器和偏振光电探测器；立方分束器和立方合束器均安装在基板的正面，其中立方合束器有N×M个，N×M个立方合束器呈N列×M行阵列形式排布在安装基板上，形成N×M立方合束器阵列；N个立方分束器排布在N×M立方合束器阵列的一侧且与N×M立方合束器阵列形成N列×(M+1)行阵列；参考光从N个立方分束器的一侧入射，参考光经N个立方分束器后均分为N路功率相等的二级参考光，每一路二级参考光的光路上依次经过M个立方合束器；N×M阵列光束从基板的背面对应入射到N×M立方合束器阵列的各立方合束器中并与入射到各立方合束器中的二级参考光进行偏振相干合成，之后每一路合成光束分别输出到一个独立的偏振光电探测器，其中N×M阵列光束中各光束作为对应入射到各立方合束器的主光束，偏振光电探测器位于立方合束器的光束输出方向上，用于检测合成光束中主光束与参考光间的相位误差。


2.根据权利要求1所述的相干阵列光束相位误差检测装置，其特征在于：在立方合束器处，参考光与主光束的偏振方向垂直，即一个为p(s)光，另一个为是s(p)光。


3.根据权利要求1所述的相干阵列光束相位误差检测装置，其特征在于：所述基板由金属板材制成，其上分布有立方合束器安装方孔阵列和立方分束器安装方孔阵列，立方合束器安装方孔中央有通光圆孔，用于主光束透射到立方合束器中。


4.根据权利要求3所述的相干阵列光束相位误差检测装置，其特征在于：所述立方分束器是一组分光比不同的线偏光立方体分束器，定义距离参考光最远的一个分束器为1号分束器，依次为2号……N号分束器，其中N号分束器最接近参考光；第n个分束器的反射光与输入光的比例为1:n，即1号分束器的反射率为100％，n号分束器的反射率为其中n＝1、2、…N。


5.根据权利要求4所述的相干阵列光束相位误差检测装置，其特征在于：所述立方合束器是兼具分束和合束功能的线偏光立方体合束器，定义与1号～N号立方分束器对应的各列立方合束器分别为第1～N列立方合束器，N×M立方合束器阵列的另一维为1～M行，最靠近立方分束器的一行立方合束器为第M行立方合束器，最远离立方分束器的一行立方合束器为第1行立方合束器；所有立方合束器对主光束偏振方向激光均高透，不同行的立方合束器对二级参考光偏振方向激光的反射率各不相同，其中第m行立方合束器的反射光与输入的二级参考光的比例为1:m，即第1行立方合束器的反射率为100％，第m行立方合束器的反射率为


6.根据权利要求1所述的相干阵列光束相位误差检测装置，其特征在于，所述偏振光电探测器由光电探测器和偏振检测片组成，各立方合束器合束输出的合束激光先经过偏振检测片后再进入光电探测器；偏振检测器的检偏方向与参考光偏振方向呈45度。


7.根据权利要求1所述的相干阵列光束相位误差检测装置，其特征在于，所述阵列光束为是固体激光、光纤激光、半导体激光或气体激光。


8.阵列光束相干合成锁相系统，其特征在于，包括上述权利要求1至7中任一权利要求所述的相干阵列光束相位误差检测装置。


9.根据权利要求8所述的阵列光束相干合成锁相系统，其特征在于，包括种子源激光器、1#分束器、1#相位调制器、2#分束器，2#相位调制器，激光放大器，准直器阵列，分光镜、参考光准直器，相干阵列光束相位误差检测装置，信号处理器，射频信号源；射频信号源的输出端与1#相位调制器的电信号输入端连接；所述种子源激光器是气体激光器、固体激光器、光纤激光器或半导体激光器；
种子源激光器的输出端与1#分束器的输入端连接；1#分束器将种子源...

【专利技术属性】
技术研发人员：马阎星，马鹏飞，粟荣涛，吴坚，姜曼，周朴，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：新型
国别省市：湖南;43