[发明专利]一种自由空间时频基准传输光束漂移补偿装置及补偿方法

权利要求书

1.一种自由空间时频基准传输光束漂移补偿装置，其特征在于：包括初始波前检测模块(19)、相干光传输模块(20)、波前校正模块(21)、径向剪切干涉模块(22)；从激光器输出耦合光束，耦合光束的波前作为相干光传输的初始波前，一束光进入初始波前检测模块(19)，一束光进入相干光传输模块(20)；初始波前进入初始波前检测模块(19)后，由波前传感器(2)检测初始波前；初始波前通过相干光传输模块(20)，相干光在自由空间链路中传输后进入波前校正模块(21)，由液晶空间光调制器(8)校正波前；校正后的波前进入光功率计(11)和径向剪切干涉模块(22)，由偏振相机(18)接收校正后的波前，根据测量校正后光束的功率，和校正后的波前与初始波前的比较来检测波前的偏差，用液晶空间光调制器(8)进行调制，实现相干光光束漂移的补偿。

2.根据权利要求1所述的一种自由空间时频基准传输光束漂移补偿装置，其特征在于：所述的初始波前检测模块(19)包括依次设置的分束器(1)和波前传感器(2)，其中，分束器(1)将一束光传入初始波前检测模块(19)，相干光的波前将映射到波前传感器(2)的阵列面上，波前传感器(2)的测量值将作为比较值进行该方法系统的性能评价；被分束器(1)分开的另一束光进入相干光传输模块(20)。

3.根据权利要求2所述的一种自由空间时频基准传输光束漂移补偿装置，其特征在于：所述的相干光传输模块(20)包括依次设置的扩束器(3)、第一平面镜(4)、第二平面镜(5)、第三平面镜(6)、望远镜(7)，由分束器(1)分出的其中一束光进入相干光传输模块(20)中，在发射点经过扩束器(3)准直并扩大，通过第一平面镜(4)和第二平面镜(5)将光束传输到自由空间链路中，在远距离处使用第三平面镜(6)将光束返回到接收点，由望远镜(7)接收光束。

4.根据权利要求3所述的一种基于改进型径向剪切干涉的自由空间时频基准传输光束漂移补偿方法，其特征在于：所述的波前校正模块(21)包括液晶空间光调制器(8)和计算机(9)，经过自由空间链路传输后的光束进入波前校正模块(21)，由液晶空间光调制器(8)进行波前的校正，将校正后的波前传入分束器(10)，一束光通过光功率计(11)检测光束的功率，用于验证液晶空间光调制器(8)波前校正的效果，液晶空间光调制器(8)结合计算机(9)对光束进行相位校正；另一束光进入径向剪切干涉模块(22)。

5.根据权利要求4所述的一种基于改进型径向剪切干涉的自由空间时频基准传输光束漂移补偿方法，其特征在于：所述的径向剪切干涉模块(22)包括起偏器(12)、偏振分束器(13)、第一平面反射镜(14)、第二平面反射镜(15)、消色差透镜(16)、四分之一波片(17)，经过波前校正模块(21)校正后的一束光进入径向剪切干涉模块(22)，经过起偏器(12)调制，由偏振分束器(13)分裂成两束振动方向互相垂直的s波和p波，其中s波从偏振分束器(13)出发，依次经过第一平面反射镜(14)、消色差透镜(16)、第二平面反射镜(15)；与之相反的p波依次经过第二平面反射镜(15)、消色差透镜(16)、第一平面反射镜(14)，两束光波再次在偏振分束器(13)处汇合，经过四分之一波片(17)后，此时两束光均由线偏振光变成圆偏振态光，并在其重叠区域产生圆形干涉条纹，被偏振相机(18)获取。