[发明专利]分布式全光纤激光相控阵系统及其相位控制方法

权利要求书

1.分布式全光纤激光相控阵系统，其特征在于，包括种子激光源、1×2激光分束/合束器、1×N激光分束/合束器、相位调制器、激光放大器、2×2光纤耦合器、光纤端帽、激光准直镜、环形器、光电探测器以及相位控制模块；

种子激光源出射波长为λ₁的种子光经1×2激光分束/合束器分为2路，其中第一路激光经第一1×N激光分束/合束器分为N路子激光，其中第i路子激光经第i个相位调制器进行相位调制、第i个激光放大器进行功率放大后输入到第i个2×2光纤耦合器；

各2×2光纤耦合器具有四个端口，其中第i个2×2光纤耦合器的第一端口连接第i个激光放大器，2×2光纤耦合器的第二端口连接第i个光纤端帽，第i个光纤端帽连接第i个激光准直镜，其中i＝1，2，…，N；对于入射到第i个光纤端帽的激光，其中大部分输出到第i个激光准直镜，其余小部分反射回原光路中；

经1×2激光分束/合束器输出的第二路激光从环形器的第一端口输入，环形器的第二端口连接第二1×N激光分束/合束器的第一端口，第二1×N激光分束/合束器的第i个第二端口连接第i个第二相位调制器，第i个第二相位调制器连接第i个2×2光纤耦合器的第三端口；环形器的第三端口连接第一光电探测器，第一光电探测器连接第一相位控制模块；其中从环形器的第一端口输入的激光只能从环形器的第二端口输出，从环形器的第二端口输入的激光只能从从环形器的第三端口输出；

第i个2×2光纤耦合器的第四端口连接第i个第二光电探测器；第i个光电探测器连接第i个第二相位控制模块；

所述第一相位控制模块连接N个第一相位调制器，第i个第二相位控制模块连接第i个第二相位调制器；或者，所述第一相位控制模块连接N个第二相位调制器，第i个第二相位控制模块连接第i个第一相位调制器。

2.根据权利要求1所述的分布式全光纤激光相控阵系统，其特征在于，所述2×2光纤耦合器，当激光从2×2光纤耦合器的第一端口输入时，大部分功率的激光从2×2光纤耦合器的第二端口输出，其他小部分功率的激光从2×2光纤耦合器的第四端口输出；

当激光从2×2光纤耦合器的第三端口输入时，大部分功率的激光从2×2光纤耦合器的第四端口输出；

当激光从2×2光纤耦合器的第二端口输入时，大部分功率的激光从2×2光纤耦合器的第三端口输出。

3.根据权利要求1所述的分布式全光纤激光相控阵系统，其特征在于，经光纤入射到第i个光纤端帽的激光，其中99％的功率的激光经第i个光纤端帽输出到第i个激光准直镜，其余1％的功率的激光经第i个光纤端帽反射回光纤中。

4.根据权利要求1所述的分布式全光纤激光相控阵系统，其特征在于，所述第一相位控制模块上预先加载有优化算法，通过优化算法产生相位控制信号并输出到对应的相位调制器；N个第二相位控制模块均运行外差法，经1×2激光分束/合束器输出的第二路激光的光路上设置有声光调制器，声光调制器用于产生一个频移，使得1×2激光分束/合束器输出的第二路激光经声光调制器后，输出波长为λ₁+Δλ的激光，声光调制器输出的激光从环形器的第一端口输入。

5.根据权利要求1所述的分布式全光纤激光相控阵系统，其特征在于，所述第一相位控制模块以及N个第二相位控制模块均预先加载有优化算法，通过优化算法产生相位控制信号并输出到对应的相位调制器。

6.根据权利要求5所述的分布式全光纤激光相控阵系统，其特征在于，还包括N个空间光相位调制器，第i个激光准直器对应连接第i个空间光相位调制器，所述第i个空间光相位调制器用于对第i个激光准直器输出的激光施加固定的相位Φ_i。