一种基于光纤的分布式自适应光学系统

摘要

本发明提供一种基于光纤的分布式自适应光学系统，包括发射激光器、光纤分束器、光纤相位调制器、光纤激光放大器、光电探测器、三端口光纤环形器、自适应光纤准直和耦合器阵列、集成装置、多通道高压放大器、波前控制器以及信标光源、分光镜和远场目标。本发明基于光纤激光技术，结合多种光纤器件，利用自适应光纤准直和耦合器阵列分割信标光束，实时测量信标光的波前误差，并将误差分解至激光阵列中的每个子光束，根据相位共轭的原理独立且并行地控制发射子光束的活塞和倾斜相位，缓解大气湍流效应对远场目标处光束质量的影响。在激光大气传输、自由空间激光通信、激光雷达等领域有着重要的应用前景。

主权项

一种基于光纤的分布式自适应光学系统，其特征在于包括：发射激光器(1)、光纤分束器(2)、光纤相位调制器组(3)、光纤激光放大器组(4)、光电探测器组(5)、三端口光纤环形器组(6)、自适应光纤准直和耦合器(7)阵列、集成装置(8)、多通道高压放大器(9)、波前控制器(10)以及信标光源(11)、分光镜(12)和远场目标(13)，其中，波前控制器(10)包括了耦合效率优化模块(10‑1)、波前复原模块(10‑2)和活塞相位控制模块(10‑3)；发射激光器(1)发射激光，经光纤分束器(2)分为多路，各路子光束分别经光纤相位调制器组(3)、光纤激光放大器组(4)、三端口光纤环形器组(6)以及自适应光纤准直和耦合器(7)阵列后准直输出，经大气通道后再经过分光镜(12)发射至远场目标(13)；自适应光纤准直和耦合器(7)阵列固定于集成装置(8)上；信标光源(11)发射信标光，经分光镜(12)后再经过大气通道传输至自适应光纤准直和耦合器(7)阵列的接收口径；自适应光纤准直和耦合器(7)阵列、光电探测器组(5)、多通道高压放大器(9)以及耦合效率优化模块(10‑1)和波前复原模块(10‑2)组成的子系统构成波前传感器，分割入射信标光束，探测子孔径斜率并复原出整体波前；活塞相位控制模块(10‑3)及倾斜相位控制模块(10‑1)分别作为控制核心，光纤相位调制器组(3)和自适应光纤准直和耦合器(7)阵列构成波前校正的执行器件，各自校正发射子光束的活塞和倾斜相位差，其中，发射激光的各子光束的倾斜控制与信标光的耦合效率优化控制合并执行；耦合效率优化模块(10‑1)亦为倾斜相位控制模块。