[发明专利]基于探针光的光纤相干阵列相位控制系统

权利要求书

1.基于探针光的光纤相干阵列相位控制系统，其特征在于：包括激光器、倍频器、环行器、分束器、相位调制器、光纤放大器、光纤输出端、光电探测器和相位控制单元；

激光器输出的波长为λ的激光经倍频器倍频，倍频器的输出激光中包含波长为λ和λ/2的激光，倍频器的输出激光经环行器后，由分束器均分为n路子光束，每路子光束分别对应的传输路径上均设有相位调制器、光纤放大器以及光纤输出端，光纤输出端对波长为λ/2的激光高透、对波长为λ的激光高反；每路子光束中波长为λ的激光由各路光纤输出端反射沿原路返回，经环行器输入到光电探测器，在光电探测器处发生干涉生成评价函数，相位控制单元据此生成控制信号加载到各路子光束对应的相位调制器上，从而实现各路子光束间的相位控制；

所述倍频器倍频后的输出激光中一部分为波长为λ/2的激光，另一部分为波长为λ的激光，波长为λ/2的激光作为主激光，波长为λ的激光作为探针光。

2.根据权利要求1所述的基于探针光的光纤相干阵列相位控制系统，其特征在于：激光器、倍频器、环行器、分束器、相位调制器、光纤放大器、光纤输出端、光电探测器均为光纤器件或者光纤耦合器件，各器件之间采用光纤熔接方式连接，且均能通过波长为λ和λ/2的激光；光电探测器与相位控制单元之间、相位控制单元与相位调制器之间均传输电信号，采用电线方式连接。

3.根据权利要求1所述的基于探针光的光纤相干阵列相位控制系统，其特征在于：所述激光器采用单频或窄线宽的光纤激光器，或者激光器采用单频或窄线宽的光纤耦合激光器；所述激光器输出波长为λ的单频或窄线宽激光。

4.根据权利要求1、2或3所述的基于探针光的光纤相干阵列相位控制系统，其特征在于：所述分束器将倍频器输出激光中的波长为λ/2的激光和波长为λ的激光进行均分，分束器输出的每路子光束中均含有相同功率的波长为λ的激光以及波长为λ/2的激光。

5.根据权利要求1所述的基于探针光的光纤相干阵列相位控制系统，其特征在于：相位调制器采用商用光纤耦合铌酸锂电光相位调制器或压电陶瓷相位调制器，调制带宽大于100kHz，相位调制器的输入光纤型号与分束器的输出光纤型号相同。

6.根据权利要求1所述的基于探针光的光纤相干阵列相位控制系统，其特征在于：光纤放大器采用商用窄线宽保偏光纤激光放大器，波长为λ的激光处于光纤放大器增益区之外，不能通过光纤放大器进行功率放大；波长为λ/2的激光处于光纤放大器增益区内，每路子光束中波长为λ/2的激光由光纤放大器实现功率放大。

7.根据权利要求1所述的基于探针光的光纤相干阵列相位控制系统，其特征在于：所述光纤输出端是经抛光的光纤端面、光纤端帽或光纤准直器，光纤输出端通过镀膜使其能够对波长为λ/2的激光高透、对波长为λ的激光高反。

8.根据权利要求1所述的基于探针光的光纤相干阵列相位控制系统，其特征在于：所述光电探测器采用商用光纤耦合型光电探测器，其响应带宽大于相位控制单元输出的控制信号的最高频率，响应波段涵盖激光波长λ。

9.根据权利要求1所述的基于探针光的光纤相干阵列相位控制系统，其特征在于：所述相位控制单元预先加载有锁相算法，所述锁相算法运行时根据评价函数生成各相位调制器的控制信号，从而实现所有子光束的相位锁定。