[發明專利]一種用于光束合成系統的參考光產生裝置及方法

有效

• 申請號: 202110588055.9
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113253472B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 梁傳樣;王玉雷;王旭;趙朋飛;胡金萌;呂亮;姜永亮;李強;武春風
• 申請（專利權）人: 武漢光谷航天三江激光產業技術研究院有限公司
• 主分類號: G02B27/10
• 分類號: G02B27/10
• 代理公司: 北京恒和頓知識產權代理有限公司 11014
• 代理人: 周君

本發明屬于激光技術領域，并具體公開了一種用于光束合成系統的參考光產生裝置及方法。所述裝置包括參考光激光器、多組主激光子束激光器、轉換光學元件、色散元件以及光調節元件。所述方法包括：將參考光與多組主激光子束激光器出射的主激光子束沿同一方向平行輸出，對參考光和多組主激光子束進行準直后分離，根據多組主激光子束經所述色散元件后的出射角及參考光的波長調整參考光的散射角度，使得經光調節元件后的參考光以指定角度再次入射至色散元件上的入射區，并經所述色散元件后實現與多組主激光子束共口徑輸出。本發明能將產生的參考光能貫穿光束合成系統整體光路，與主激光相同路徑，可較準確的表征光束合成系統主激光狀態。

技術領域

本發明屬于激光技術領域，更具體地，具體涉及一種用于光束合成系統的參考光產生裝置及方法，可應用于激光光束合成系統光束集成調試、穩定控制及波前校正等方向。

背景技術

近年來，隨著激光技術與材料技術的快速發展，在工業制造與國防安全等領域，對激光系統的功率和亮度提出越來越高的要求，單路激光的功率亮度已經不能滿足相關應用需求。光譜合成技術利用合成元件，將多路不同波長的激光合成為一束輸出，成為提升激光系統激光亮度、功率的重要途徑。

在激光光束合成系統工程應用當中，合成主激光通常為紅外波段，具有高功率與波段不可見的特性，為方便調試、探測與控制，需要一束與主激光共口徑的低功率可見參考光來表征主激光狀態。例如在激光光束合成系統集成調試中，由于主激光的不可見性，在集成調試過程中不能直接觀察主激光指向、位置以及光斑情況，無法直觀直接的判斷系統調試過程中實時調整的正確與否，無形中增加了集成調試的難度，降低了集成調試的效率。如果有一束與主激光共口徑的可表征主激光狀態的低功率可見參考光來指導激光光束合成系統集成調試，使得能夠實時觀察知悉參考光指向、位置以及光斑情況，以此指導系統調整使得光斑達到目標位置與狀態，從而大大降低系統集成調試的難度，增加集成調試效率；在激光光束合成系統工作中，由于環境震動、機械結構形變、溫度改變導致主激光的位置、指向發生改變，影響主激光性能。為保證輸出激光束的穩定性，需要對主激光進行采樣探測，獲得主激光的位置與指向變化情況，進而控制主動光學元件進行矯正，實現輸出激光束保持穩定。但由于主激光的高功率特性，對主激光進行采樣檢測十分復雜，一般需要多次衰減，增加了系統的復雜度。如果有一束與主激光共口徑的低功率參考光表征主激光狀態，通過探測參考光的位置與指向變化情況來代替主激光，可以大幅減小探測難度，降低系統復雜性；在激光光束合成系統工作中，光學元件在光機熱耦合擾動下會產生面形畸變致使主激光的光束質量劣化，為保證高光束質量輸出，通常需要對激光波前進行探測，獲得波前畸變情況，進而控制變形鏡進行補償。由于主激光是由多路不同波長激光的合成，其相位無法探測，無法獲得波前畸變情況。如果有一束與主激光共口徑的低功率參考光表征主激光狀態，通過探測參考光的波前畸變來代替主激光，便可解決合成激光相位無法探測的問題，從而實現面形畸變的檢測與補償。

在激光光束合成技術中，主激光與參考光波段一般有所區別，由于合成元件的色散效應，兩者經過合成元件后因為衍射角差別而分離，無法直接得到一束與主激光共口徑輸出的參考光。目前光束合成系統中的參考光無法貫穿整個光路，只能分段表征，具有一定的局限性。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種用于光束合成系統的參考光產生裝置及方法，其能將產生的參考光能貫穿光束合成系統整體光路，與主激光相同路徑，可較準確的表征光束合成系統主激光狀態，為激光光束合成系統提供一束可以表征主激光狀態的參考光。本發明在激光光束合成系統光束集成調試、穩定控制及波前校正等方面具有很好的應用價值。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提出了一種用于光束合成系統的參考光產生裝置，包括參考光激光器、多組主激光子束激光器、轉換光學元件、色散元件以及光調節元件，其中，

所述參考光激光器與多組主激光子束激光器排列布置，使得所述參考光激光器出射的參考光與多組主激光子束激光器出射的主激光子束沿同一方向平行輸出；