[发明专利]一种基于阵列光束的赝热光源

说明书

技术领域

本发明涉及热光场及光学系统，特别涉及一种赝热光源的产生装置。

背景技术

由于具有光强关联特性和较好的大气传输特性，人为调控产生的赝热光在光学关联成像、激光目标探测与无线光通信等领域有着广泛应用价值。在可见光和近红外波段，现有的赝热光主要有基于旋转毛玻璃和液晶光阀两大类产生方式。最早的赝热光是由Martienssen和Spiller在1964年设计发明的，它由连续激光通过旋转毛玻璃产生，缺点是不满足热光的交叉谱纯条件。

为解决这一问题，公告号为CN100514011C的中国发明专利公开了一种高亮度脉冲式赝热光源，包括脉冲式激光器，扩束准直系统、针孔滤波器、可调孔径光阑、毛玻璃盘和调速电机，脉冲式激光器、扩束准直系统、针孔滤波器和可调孔径光阑同光轴，针孔滤波器置于扩束准直系统的望远镜的焦平面，脉冲式激光器输出的激光最后照射在由调速电机驱转的毛玻璃盘上，形成的动态散斑场。该赝热光源的赝热光场的热涨落，能被有限通频带的光电探测系统真实记录，且不受所使用光电探测系统通频带的影响，满足真实热光场的交叉谱纯度条件。但由于仍采用旋转毛玻璃，上述赝热光源存在实际应用不便、可重复性差等不足。

公告号为CN101839763B的中国发明专利公开了一种基于液晶光阀调制方式的高亮度可控赝热光源，其包括脉冲式激光器、可调扩束准直系统、起偏器、第一检偏器、可调孔径光阑、液晶光阀、第二检偏器、液晶光阀控制系统。其中，脉冲式激光器、可调扩束准直系统、起偏器、第一检偏器、可调孔径光阑位于同一光轴上，光轴位于液晶光阀的入射光光轴上，另一片第二检偏器位于与所述入射光光轴相对应的液晶光阀反射光光轴上。激光器输出的激光最后照射在由液晶光阀控制系统控制的液晶光阀上，通过控制液晶光阀，得到动态的散斑场。

公开号为CN103256503B的中国发明专利公开了一种寻址式高速赝热光源，其包括脉冲式激光器，控制器，随机相位板，电控二维转台和阵列探测器，电控二维转台驱动随机相位板以预定路径扫描，控制器控制脉冲式激光器发出激光脉冲的时刻，激光脉冲照射到随机相位板预定扫描区域，发出的激光散斑序列与预定扫描区域一一对应。

前述几种赝热光源虽然在一定程度上满足了热光的交叉谱纯条件，但仍存在以下局限：输出功率较低，限制了远距离传输背景下的应用；强度起伏速率低，可调控范围小；受限于其空间光学结构，可集成性较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种高亮度、快速时变的赝热光源，可以解决现有赝热光源存在的输出功率不高、强度起伏速率低的问题。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

一种基于阵列光束的赝热光源，包括：脉冲激光器、光纤耦合器、电光相位调制器、射频驱动电源、光纤放大器、光纤束阵列及扩束准直器，其中，所述脉冲激光器、光纤耦合器、电光相位调制器、光纤放大器及光纤束阵列通过单模光纤依次相连，所述电光相位调制器由所述射频驱动电源驱动；脉冲激光器发出的激光被所述光纤耦合器分成多束相干光后，传输至所述电光相位调制器进行随机相位调制，然后传输至所述光纤放大器进行功率放大后，经所述光纤束阵列及所述扩束准直器后输出。

作为本发明基于阵列光束的赝热光源的一种改进，所述脉冲激光器输出的激光被所述光纤耦合器分为至少10束相干光。

作为本发明基于阵列光束的赝热光源的一种改进，所述光纤束阵列由剥去外保护层的单模裸光纤集束而成。

作为本发明基于阵列光束的赝热光源的一种改进，所述光纤束阵列由单模裸纤排布形成双圆环形阵列。

作为本发明基于阵列光束的赝热光源的一种改进，所述单根裸纤模场直径为5微米。

作为本发明基于阵列光束的赝热光源的一种改进，所述脉冲激光器采用可见光或近红外脉冲光纤激光器。

作为本发明基于阵列光束的赝热光源的一种改进，所述电光相位调制器为LiNbO₃相位调制器。

作为本发明基于阵列光束的赝热光源的一种改进，所述光纤放大器为有源放大器。

作为本发明基于阵列光束的赝热光源的一种改进，所述射频驱动电源输出电压的最大值和最小值分别对应所述电光相位调制器的正负半波电压。

作为本发明基于阵列光束的赝热光源的一种改进，所述脉冲激光器输出光脉冲的重复频率与所述射频驱动电源输出信号的变化频率一致。