[发明专利]基于自反射光的扩束光路补偿的激光扩束传输系统及方法

说明书

本发明涉及激光扩束传输技术领域，提供了一种基于自反射光的扩束光路补偿的激光扩束传输系统和用于该系统的扩束光路补偿方法。该系统包括分光镜、第一扩束机构、变形反射镜、第二扩束机构、采样反射镜、缩束机构、波前探测器、波前控制器和高压放大器，其中采样反射镜位于光路的末端，本发明根据光路可逆原理，使用扩束光路自身作为缩束光路，通过探测激光的自反射光的波前信息并计算控制电压实现对扩束光路的补偿，系统结构简单、成本低、光路简单，该系统采用的分离式两级扩束机构，可以根据不同需求进行调整，使得该系统具有非常好的通用性。本发明提供的用于上述系统的方法实现简单，通用性好，可实施性强，补偿精度高。

技术领域

本发明涉及激光扩束传输技术领域，更具体而言，涉及一种具有测量传输激光的自反射光波前畸变并进行扩束光路补偿功能的激光扩束传输系统和用于激光扩束传输系统的扩束光路补偿方法。

背景技术

激光具有光束质量好、功率密度高等特点，是一种重要的光源与信息载体。在激光的传输过程中，例如在测距、武器、通信等领域，通常需要进行扩束，以压缩其发散角，获得更高的传输效率。但是激光在传输过程中，由于其能量密度高，热效应严重，会使透镜等元件发生畸变，光束波前产生一定的像差，降低传输效率。此外，随着时间的推移，扩束光学系统由于机械形变、震动等原因，也会产生一定的畸变，进一步降低传输激光的光束质量。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种具有测量传输激光的自反射光波前畸变并进行扩束光路补偿功能的激光扩束传输的技术方案。

本发明的目的可通过以下技术措施来实现：

本发明第一方面提供了一种基于自反射光的扩束光路补偿的激光扩束传输系统，所述系统包括：

分光镜，入射光束经过所述分光镜后被分成第一反射光束和第一透射光束；

第一扩束机构，对所述第一透射光束进行扩束，以形成直径与变形反射镜口径相匹配的第一光束；

变形反射镜，所述第一光束经过所述变形反射镜后反射形成第二反射光束；

第二扩束机构，将所述第二反射光束进行扩束，以形成第二光束；

采样反射镜，所述第二光束经过所述采样反射镜后反射形成第三反射光束，所述第三反射光束依次经过所述第二扩束机构、所述变形反射镜、所述第一扩束机构和所述分光镜，被所述分光镜分成第四反射光束和第二透射光束；

缩束机构，将所述第四反射光束进行缩束，以形成与波前探测器口径相匹配的第三光束；

波前探测器，获取所述第三光束的波前信息；

波前控制器，根据所述波前信息计算控制电压；

高压放大器，将所述控制电压施加到所述变形反射镜上。

优选地，所述采样反射镜为带楔角的平面反射镜，包括前反射面和后反射面，所述楔角在所述后反射面上，所述第二光束先到达所述前反射面。

更优选地，所述前反射面和所述后反射面上均设有增透膜。

优选地，所述第一扩束机构是由若干个透镜组成的倍率可调节的扩束机构。

优选地，所述分光镜为双向分光元件。

优选地，所述系统还包括模拟平行光源和光垃圾篓，所述光垃圾篓将不需要的光吸收并隔离，所述模拟平行光源输出模拟平行光，用于对所述波前控制器进行标定。

优选地，所述分光镜、所述采样反射器、所述模拟平行光源和所述光垃圾篓均能够被切入或切出光路中。

优选地，所述缩束机构包括聚焦透镜和准直透镜，所述第四反射光束依次经过所述聚焦透镜和所述准直透镜后，形成直径与所述波前探测器的口径相匹配的第三光束。