[發明專利]一種脈沖激光光譜時序合成系統及方法

有效

• 申請號: 202110588122.7
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113258415B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 趙朋飛;王旭;徐旭光;梁傳樣;韓西萌;李強;武春風;姜永亮;胡金萌;呂亮
• 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: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00;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

1.一種脈沖激光光譜時序合成系統，其特征在于，包括脈沖激光光源二維陣列（1）、準直聚焦裝置（2）、光柵（3）、快反鏡（4）以及控制裝置（7），其中，

所述脈沖激光光源二維陣列（1）包括沿多組水平方向光源組和豎直方向光源組，多組所述水平方向光源組和豎直方向光源組構成方形光源二維陣列，所述水平方向光源組在所述控制裝置（7）的控制下周期性的發射脈沖激光；

所述準直聚焦裝置（2）用于對水平方向光源組和豎直方向光源組中的單個脈沖激光進行準直，并使得準直后的脈沖激光以指定角度入射至所述光柵（3）；所述光柵（3）的刻線方向平行于豎直方向；

所述控制裝置（7）根據衍射方程的一級衍射條件選擇所述光柵（3）入射脈沖激光的波長，使得水平方向光源組的單個脈沖激光的入射角度不同，而衍射角度相同，以此方式，使得每組水平方向光源組的單個脈沖激光按照同樣的衍射角一級衍射輸出，實現利用一片所述光柵（3）完成水平方向光源組脈沖激光的光譜合成；

所述光柵（3）與所述快反鏡（4）相應設置，且該快反鏡（4）的角度由所述控制裝置（7）控制驅動調整，用于調整每組水平方向光源組的光束指向，使得每組水平方向光源組經所述光柵（3）后的光束指向與第一組水平方向光源組的光束指向相同，實現在豎直方向實現脈沖光源的時序合成；

所述快反鏡（4）用以對所述光柵（3）的指向進行調整。

2.根據權利要求1所述的一種脈沖激光光譜時序合成系統，其特征在于，所述水平方向光源組和豎直方向光源組射出的脈沖激光的束腰位于所述準直聚焦裝置（2）靠近所述水平方向光源組和豎直方向光源組一側的焦點處，所述光柵（3）位于所述準直聚焦裝置（2）遠離所述平方向光源組和豎直方向光源組一側的焦點處。

3.根據權利要求2所述的一種脈沖激光光譜時序合成系統，其特征在于，所述準直聚焦裝置（2）為多組凸透鏡和凹面鏡的組合，該準直聚焦裝置（2）用于實現水平方向光源組和豎直方向光源組中的單個脈沖激光的準直，并使得準直后的脈沖激光以指定角度入射至所述光柵（3）。

4.根據權利要求1所述的一種脈沖激光光譜時序合成系統，其特征在于，所述光柵（3）為反射式光柵。

5.根據權利要求1所述的一種脈沖激光光譜時序合成系統，其特征在于，還包括取樣鏡（5）和光束指向測試裝置（6），所述取樣鏡（5）用于對光束指向相同的脈沖激光進行取樣；所述光束指向測試裝置（6）用于探測所述取樣鏡（5）的取樣結果，并將探測信息反饋給所述控制裝置（7）。

6.根據權利要求5所述的一種脈沖激光光譜時序合成系統，其特征在于，所述取樣鏡（5）為高反鏡或者高透鏡。

7.根據權利要求1所述的一種脈沖激光光譜時序合成系統，其特征在于，所述衍射方程為：

其中，為第i束光束的入射角，為第i束光束的出射角，為第i束光束的中心波長，為衍射常數。

8.一種脈沖激光光譜時序合成方法，其特征在于，采用如權利要求1-7任一項所述的系統實現，包括以下步驟：

S1將過個不同波長的脈沖激光源進行陣列排序，形成由多組水平方向光源組和豎直方向光源組構成方形光源二維陣列；

S2依次控制每組水平方向光源組射出同步脈沖激光，同時對脈沖激光進行準直聚集，使得脈沖激光以指定的角度間隔入射在光柵（3）上，根據衍射方程的一級衍射條件選擇入射脈沖激光的波長，使得水平方向光源組的單個脈沖激光的入射角度不同，而衍射角度相同，以此方式，使得每組水平方向光源組的單個脈沖激光按照同樣的衍射角一級衍射輸出，實現水平方向光源組脈沖激光的光譜合成；

S3在步驟S2中控制每組水平方向光源組射出同步脈沖激光時，根據第一組水平方向光源組經所述光柵（3）后的光束指向信息，調整與所述光柵（3）相應設置的快反鏡（4）的角度，使得后面每組水平方向光源組經所述光柵（3）后的光束指向與第一組水平方向光源組的光束指向相同，以此方式，實現在豎直方向實現脈沖光源的時序合成。