[发明专利]一种基于光学相控阵等光强多激光束的控制方法

说明书

技术领域

本发明属于衍射光学技术领域，主要涉及一种用光学相控阵将一激光束转换成对称分布、光强相等、方向可控的多激光束的方法。

背景技术

目前利用光学相控阵产生多光束的方法主要有达曼光栅法、部分口径法和计算相息法。由光学相控阵形成达曼光栅可产生以阵列形式分布的等光强多光束。部分口径法是指根据需要将相控阵分为多个子阵列，每个子阵列以闪耀光栅形式控制一束光束，这种方法易实现对单束光束进行反馈控制，但因子阵口径变小，导致束宽加宽。计算相息法是通过迭代算法计算出射波前所需要的相位分布，由相控阵阵列内所有单元的相位分布共同决定出射光束的数量与能量分布。由于它是一种整体逼近优化算法，加上器件制造误差，很难实现对单束光束进行准确地反馈控制，其优点是每束光都利用了整个相控阵阵列，故可保证光束最小束宽。

目前还没有一种方法能在保证光束最小束宽的前提下，将一激光束转换成多激光束、且同时对光束进行反馈控制。光学相控阵本质上是一种以阵列形式分布的光学相位延迟器，它通过控制和改变入射光束的相位面，可控制光束的方向和能量分布。

发明内容

本发明的目的是提出一种利用光学相控阵将一激光束转换成对称分布、光强相等、方向可控的多激光束的方法，能产生小束宽、等能量、可闭环控制的多光束。本发明是通过在光学相控阵上形成等腰三角形相位光栅来实现的。

本发明提出的等腰三角形相位光栅的相位分布如图1所示。在图1中，光栅的周期为T，在光栅周期内都有一个高为φ_h的等腰三角形。等腰三角形被量化成台阶状，每个台阶的高度是相等的，且在一个光栅周期内有2L个台阶。此相位光栅的透过率函数可表示为：

tΔ(x)=1Tcomb(xT)*ΣK=0L-1{exp(iφhKL)rect[2LxT-(K+12)]+exp(iφhKL)rect[2LxT+(K+12)]}]]>

当一激光束正入射到等腰三角形相位光栅时，在远场的复振幅分布为：