[發(fā)明專利]光纖激光相干合成系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911315624.1
• 申請(qǐng)日: 2019-12-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111064067B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊振;史俊鋒;李曄;孫鑫鵬;徐林;李朝陽(yáng);李青松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)兵器裝備研究院
• 主分類號(hào): H01S3/00
• 分類號(hào): H01S3/00;H01S3/10;H01S3/23
• 代理公司: 北京金咨知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11612
• 代理人: 秦景芳

1.一種光纖激光相干合成系統(tǒng)，其特征在于，包括：

調(diào)制器模塊，用于接收從一路光束分出的多路子光束和一路參考光束，根據(jù)偽隨機(jī)序列對(duì)相應(yīng)路的所述子光束進(jìn)行相位調(diào)制，并根據(jù)設(shè)定頻率對(duì)所述參考光束進(jìn)行移頻；其中，每路子光束對(duì)應(yīng)一個(gè)所述偽隨機(jī)序列，且各所述偽隨機(jī)序列兩兩相互正交獨(dú)立，且各偽隨機(jī)序列的第2m項(xiàng)與第2m-1項(xiàng)取值不同，m為正整數(shù)；

光纖激光放大器模塊，用于對(duì)相位調(diào)制后的所述多路子光束進(jìn)行功率放大；

激光準(zhǔn)直發(fā)射模塊，用于將移頻后的所述參考光束和功率放大后的各路所述子光束進(jìn)行準(zhǔn)直輸出；

合成采樣模塊，用于對(duì)準(zhǔn)直輸出的所有所述子光束和所述參考光束進(jìn)行相干合成，并將相干合成得到的信號(hào)光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；

數(shù)字相位調(diào)制解調(diào)模塊，用于接收所述電信號(hào)，根據(jù)所述設(shè)定頻率濾除所述電信號(hào)中的參考光束的移頻信號(hào)，將濾除移頻信號(hào)后的所述電信號(hào)與每路子光束對(duì)應(yīng)的偽隨機(jī)序列相乘，將每路子光束對(duì)應(yīng)的相乘結(jié)果在對(duì)應(yīng)的偽隨機(jī)序列的一個(gè)周期內(nèi)求和，對(duì)各路子光束對(duì)應(yīng)的求和結(jié)果進(jìn)行歸一化，得到相應(yīng)路子光束與所述參考光束的相位差余弦值；對(duì)每路子光束與所述參考光束的相位差余弦值計(jì)算反余弦，得到相應(yīng)路子光束與所述參考光束的相位差；

所述調(diào)制器模塊，還用于根據(jù)所述相位補(bǔ)償控制信號(hào)對(duì)各路所述子光束進(jìn)行相位補(bǔ)償并鎖定，以使所有路所述子光束在所述合成采樣模塊中相干合成時(shí)發(fā)生相干增強(qiáng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖激光相干合成系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)制器模塊包括：

信號(hào)源，用于產(chǎn)生設(shè)定頻率的調(diào)制信號(hào)；

聲光調(diào)制器，用于根據(jù)所述調(diào)制信號(hào)對(duì)所述參考光束進(jìn)行移頻；

多個(gè)相位調(diào)制器，用于根據(jù)各所述偽隨機(jī)序列對(duì)相應(yīng)路的所述子光束進(jìn)行相位調(diào)制，以及根據(jù)所述相位補(bǔ)償控制信號(hào)對(duì)各路所述子光束進(jìn)行相位鎖定。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖激光相干合成系統(tǒng)，其特征在于，所述相位調(diào)制器為電光相位調(diào)制器或聲光相位調(diào)制器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖激光相干合成系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字相位解調(diào)模塊，還包括：FPGA數(shù)字控制電路，用于生成各所述偽隨機(jī)序列，并將各所述偽隨機(jī)序列輸出至所述調(diào)制器模塊。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖激光相干合成系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖激光放大器模塊，包括：多個(gè)光纖激光放大器；每個(gè)所述光纖激光放大器對(duì)相位調(diào)制后的一路所述子光束進(jìn)行功率放大。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖激光相干合成系統(tǒng)，其特征在于，所述合成采樣模塊，包括：

分光鏡，用于接收準(zhǔn)直輸出的所有所述子光束和所述參考光束，并將所述子光束分出一路與所述參考光束進(jìn)行干涉合成；

采樣聚焦鏡，設(shè)置在分光鏡一側(cè)，用于聚焦干涉合成的光束；

衰減組件，用于將聚焦后光束的功率衰減至光電探測(cè)器的探測(cè)閾值以下；

所述光電探測(cè)器，用于將功率衰減后的光束轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖激光相干合成系統(tǒng)，其特征在于，所述分光鏡，還用于從準(zhǔn)直輸出的所有所述子光束分出另一路，用于激光功率檢測(cè)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖激光相干合成系統(tǒng)，其特征在于，所述激光準(zhǔn)直發(fā)射模塊，包括：

準(zhǔn)直器，用于對(duì)功率放大后的各路所述子光束進(jìn)行準(zhǔn)直輸出；

光纖端帽，用于對(duì)移頻后的所述參考光束進(jìn)行準(zhǔn)直輸出。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖激光相干合成系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括：激光種子源模塊；

所述激光種子源模塊，包括：

激光種子源，用于產(chǎn)生激光光束；

光纖分束器，用于將所述激光光束分成所述多路子光束和一路所述參考光束。