[发明专利]一种激光传输热晕效应及其自适应光学补偿的模拟装置

权利要求书

1.一种激光传输热晕效应及其自适应光学补偿的模拟装置，其特征在于：包括模拟主激光器(1)、模拟信标激光器(2)、第一光束变倍系统(3)、光束耦合传输系统、自适应光学系统、第二光束变倍系统(6)、第三光束变倍系统、模拟吸收池系统、主激光/信标光分光元件(9)、主激光探测光学窄带滤光元件(10)、主激光探测光学衰减元件(11)、聚焦透镜(12)、主激光远场探测相机(13)；

其中，所述模拟主激光器(1)发射的主激光波长为红外波段；所述模拟信标激光器(2)发射的信标光波长为可见波段；

所述自适应光学系统包括波前探测器(51)、倾斜镜(52)、变形镜(53)、波前处理机(54)、高压放大器(55)，所述倾斜镜(52)、所述变形镜(53)的各驱动器闭环电压由所述波前处理机(54)根据所述波前探测器(51)的实时探测结果进行倾斜解耦与复原运算后控制所述高压放大器(55)分别提供，所述波前探测器(51)采用基于哈特曼-夏克波前传感技术的光学结构；

所述光束耦合传输系统包括第一耦合反射镜(41)、第二耦合反射镜(42)、第三耦合反射镜(43)、第四耦合反射镜(44)、第五耦合反射镜(45)、第六耦合反射镜(46)、信标分光镜(47)；

所述模拟吸收池系统包括液体吸收池(81)、电动平移台(82)、平移台控制器(83)；所述液体吸收池(81)在沿平行于主激光传输方向的长度为L，在沿垂直于主激光传输方向的宽度为W；所述电动平移台(82)安装于所述液体吸收池(81)的底部，其沿垂直于主激光传输方向驱动所述液体吸收池(81)的运动速度V受所述平移台控制器(83)控制，用以模拟主激光传输路径上的等效大气横向风速；在所述液体吸收池(81)的后表面，所述主激光/信标光分光元件(9)以与主激光传输光轴成45度方向放置于主激光传输光路的中心位置；沿主激光的传输正方向，所述主激光探测光学衰减元件(11)、所述主激光探测光学窄带滤光元件(10)、所述聚焦透镜(12)垂直于所述主激光远场探测相机(13)的接收光轴光路中心依次放置；所述主激光远场探测相机(13)用于实现热晕效应自适应光学开环/闭环条件下对主激光远场图像的实时采集与事后分析；

所述模拟主激光器(1)发射的模拟上行传输1.0μm波段主激光先后经所述第一光束变倍系统(3)扩束，所述第一耦合反射镜(41)、所述第二耦合反射镜(42)、所述信标分光镜(47)、所述变形镜(53)、所述倾斜镜(52)、所述第三耦合反射镜(43)、所述第四耦合反射镜(44)、所述第五耦合反射镜(45)反射，所述第二光束变倍系统(6)缩束之后，进入由所述电动平移台(82)驱动的所述液体吸收池(81)；

所述模拟信标激光器(2)发射的模拟下行传输0.633μm波段信标光先后经所述第三光束变倍系统匹配变倍、主激光/信标光分光元件(9)透射之后，进入由所述电动平移台(82)驱动的所述液体吸收池(81)，携带由乙醇液体吸收传输1.0μm波段主激光能量后形成热晕效应所致波前相位畸变信息之后，分别经所述第二光束变倍系统(6)扩束，所述第五耦合反射镜(45)、所述第四耦合反射镜(44)、所述第三耦合反射镜(43)、所述倾斜镜(52)、所述变形镜(53)反射，所述信标分光镜(47)透射、所述第六耦合反射镜(46)反射后，进入所述波前探测器(51)进行波前复原运算，并通过倾斜镜(52)与变形镜(53)对所述热晕效应所致波前相位畸变进行实时补偿；所述倾斜镜(52)与所述变形镜(53)上产生的上行传输主激光像差预补偿量与实际热晕效应所致波前相位畸变共轭相抵消，从而在所述主激光远场探测相机(13)上获得光束质量有效提升的主激光聚焦光斑图像。