激光定向发射系统的逆向设计方法及其器件技术方案

本发明专利技术提供了一种激光定向发射系统的逆向设计方法及其器件。该方法根据激光定向发射系统的技术指标输入开展设计，以技术指标为切入点简化了传统正向设计的流程，为激光定向发射系统的设计提供了一种极简的设计方式。通过选取对入射波前具有精密调控能力的超构表面为技术平台，结合机械式电动微位移装置实现对入射波前的联合调控，并通过逆向设计方法将激光定向发射系统的技术指标分解为以超构表面为基础的光学元件的结构参数，从而在保证激光定向发射系统集成化、轻量化的前提下达成出射激光的广域精准指向控制，并且通过这种逆向设计方案设计出的激光定向发射系统具有更高的角度覆盖范围和更高的控制精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信息光学，尤其涉及一种激光定向发射系统的逆向设计方法及其器件。

技术介绍

1、激光定向发射一直以来都是激光领域的重点研究方向之一，广泛地应用于激光通信、激光雷达、激光制造等众多领域，涵盖国防安全、企业生产、社会生活的方方面面，因此具有极其重要的研究意义。目前，激光定向发射系统中通常采用经纬仪、惯性转台结合快速倾斜镜等机械式光束偏转器实现激光光束的精准指向和跟踪，但机械式光束控制器件在实际应用中会不可避免地引入机械抖动，导致激光系统存在质量大、惯性大以及易磨损等问题。

2、针对激光定向发射系统集成化、轻量化发展过程中面临的技术难点，激光定向发射领域的研究重心由传统的机械式光束控制技术向以光学相控阵为基础的非机械式光束控制技术转移，涌现出了一系列非机械式光束控制器件如液晶光学相控阵、液晶棱镜、电光偏转器、微透镜阵列等，各自有着独特的性能和优势，通过主动控制单元进行相位调控，达成出射光场的相位补偿，从而实现激光定向发射。随着激光系统的不断发展和应用普及，对激光定向发射的指向覆盖范围和光束控制精度提出了更高的要求，上述非机械式光束控制技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种激光定向发射系统的逆向设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的激光定向发射系统的逆向设计方法，其特征在于：步骤S2中，所述纳米结构单元包括基底工作台、设置在所述基底工作台的台面上的纳米砖。

3.根据权利要求2所述的激光定向发射系统的逆向设计方法，其特征在于：以平行于所述基底工作台的台面的两条边的方向分别设为x轴和y轴，以垂直于x轴和y轴的方向设为z轴，建立xyz坐标系；其中，所述周期是指相邻两个所述纳米结构单元的几何中心在x轴和y轴上的距离；所述纳米砖与所述基底工作台的中心在xoy平面的投影重合；步骤S3中，所述纳米结构单元的结构参数...

【技术特征摘要】

1.一种激光定向发射系统的逆向设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的激光定向发射系统的逆向设计方法，其特征在于：步骤s2中，所述纳米结构单元包括基底工作台、设置在所述基底工作台的台面上的纳米砖。

3.根据权利要求2所述的激光定向发射系统的逆向设计方法，其特征在于：以平行于所述基底工作台的台面的两条边的方向分别设为x轴和y轴，以垂直于x轴和y轴的方向设为z轴，建立xyz坐标系；其中，所述周期是指相邻两个所述纳米结构单元的几何中心在x轴和y轴上的距离；所述纳米砖与所述基底工作台的中心在xoy平面的投影重合；步骤s3中，所述纳米结构单元的结构参数包括所述纳米砖的参数、所述基底工作台的参数；所述纳米砖的参数包括与所述基底工作台的台面垂直的高h、与所述高h垂直的长轴l和短轴w；所述基底工作台的参数包括台面的边长c；所述纳米结构单元的转向角为所述纳米结构单元中的所述纳米砖的长轴l与x轴正向的逆时针旋转的夹角。

4.根据权利要求1所述的激光定向发射系统的逆向设计方法，其特征在于：步骤s3中，仿真优化的过程包括：利用电磁仿真工具，在左旋圆偏振光垂直入射于所述超构表面阵列中的纳米结构单元上...

【专利技术属性】
技术研发人员：武春风，李强，陈奎先，陈国庆，王玉雷，兰硕，胡黎明，赵琦，赵东舸，苏航，
申请(专利权)人：中国航天三江集团有限公司，
类型：发明
国别省市：