[发明专利]一种基于自适应偏振与相位控制的光纤激光阵列组束系统

权利要求书

1.一种基于自适应偏振与相位控制的光纤激光阵列组束系统，其特征在于：包括光纤种子源模块、非保偏光纤放大模块、合束与光电探测模块、以及主动偏振与相位控制模块；其中

光纤种子源模块：产生种子光并将种子光分为多路子光束；

非保偏光纤放大模块：用于将各个子光束进行功率放大；

合束与光电探测模块：用于将放大后的各个子光束进行相干合成输出，并探测光束阵列合成的环围光强；

主动偏振与相位控制模块：将光电探测器探测到的合成光束环围光强，作为反馈输入信号，并控制光纤放大器阵列的相位与偏振，使得各子光束间的相位与偏振一致，形成闭环控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于自适应偏振与相位控制的光纤激光阵列组束系统，其特征在于：所述的光纤种子源模块包括：光纤激光器（1），作为光纤激光输入端产生种子光；光纤分路器（2），用于将光纤激光器（1）产生的种子光进行分束，将一束激光分成多路的子光束。

3.根据权利要求1所述的一种基于自适应偏振与相位控制的光纤激光阵列组束系统，其特征在于：所述非保偏光纤放大模块，包括N路非保偏光纤放大器（15），N为正整数，用于将经过主动偏振与相位控制模块的各个子光束进行功率放大。

4.根据权利要求1所述的一种基于自适应偏振与相位控制的光纤激光阵列组束系统，其特征在于：所述的合束与光电探测模块包括：

准直器阵列（14）：用于将各放大子光束进行准直，使各个子光束的方向相互平行输出；

长焦透镜（3）：将准直器阵列（14）输出的相干合成光束进行聚焦，并输出至目标；

第一分束镜（4）：长焦透镜（3）聚焦后的光束先经过第一分束镜（4）将聚焦后的光束分为两束，透射光束射向靶目标（5），反射光束经过偏振分束镜PBS（6）分成垂直偏振分量与水平偏振分量，其中垂直偏振分量进入功率计（9），水平偏振分量进入光电探测器（11）；水平偏振分量进入光电探测器（11）前还依次经过衰减片（7）、第二分束镜（8），第二分束镜（8）将水平偏振分量分成两束，其中透射部分经过小孔光阑（16）进入到光电探测器（11），反射部分进入到CCD相机（10）。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的一种基于自适应偏振与相位控制的光纤激光阵列组束系统，其特征在于：所述的主动偏振与相位控制模块包括光学部分和电路部分，其中光学部分包括各子光束经过的光纤波导型铌酸锂相位控制器（12）、铌酸锂偏振控制器（13），是光束相位与偏振控制的执行器件；电路部分包括偏振控制电路和相位控制电路，其将光电探测器（11）采集到的环围光强信号作为电路输入信号控制铌酸锂相位控制器（12）和铌酸锂偏振控制器（13）的输出。

6.根据权利要求5所述的一种基于自适应偏振与相位控制的光纤激光阵列组束系统，其特征在于：所述的偏振控制电路和相位控制电路包括依次连接的输入信号J、衰减电路、AD9244、1#FPGA，其中1#FPGA上连接有延时拨码器器，1#FPGA的三个输出分别连接至2#FPGA、3#FPGA、4#FPGA，其中2#FPGA的输出分为两个部分：其中7个通道信号依次经过D/A、IV运放、±5V运放输出1-7通道至光纤波导型铌酸锂相位控制器（12）进行相位控制；2#FPGA的另外4个通道信号依次经过D/A、IV运放、±30V运放输出8-11通道，同时，3#FPGA输出12个通道信号依次经过D/A、IV运放、±30V运放输出12-23通道、4#FPGA输出12个通道信号依次经过D/A、IV运放、±30V运放输出24-35通道，8-35通道共同作用于铌酸锂偏振控制器（13）进行偏振控制。