[发明专利]一种高精度光学相控捕跟系统

摘要

一种高精度光学相控捕跟系统，涉及液晶光学、应用光学和衍射光学交叉技术领域，解决现有液晶光学相控阵光束偏转控制精度低的问题。在液晶光学相控阵光束偏转控制的基础上，液晶光学相控阵加载液晶光楔组成液晶光学相控阵天线，作为空间激光通信链路的相控捕跟系统，液晶光学相控阵为粗捕获执行模块，控制光束对预置不确定区进行离散扫描，进行空间光通信光束捕获；液晶光楔为精跟踪执行模块，控制光束进行高精度、连续扫描，进行空间光通信光束跟踪。液晶光学相控阵和液晶光楔联合完成空间激光通信系统的捕获跟踪功能。

主权项

一种高精度光学相控捕跟系统，其特征在于：包括液晶相控阵、液晶光楔、液晶光学相控阵波控器、液晶光楔波控器、偏振分束器、分束器、数据发射模块和数据接收模块、粗捕获探测模块、精跟踪探测模块；液晶光学相控阵和液晶光楔相互平行，并与入射光光轴垂直放置；所述液晶光学相控阵和液晶光楔通光口径相同，液晶光学相控阵和液晶光楔光轴重合；在空间激光通信链路的激光发射终端，光发射模块发出的光束依次通过液晶光楔和液晶光学相控阵，液晶光学相控阵根据预先设定的扫描方式控制光束对预置不确定区进行扫描，空间激光通信链路的激光接收终端接收到激光发射终端发出的光信号后向光发射终端发送光信号，对激光发射端进行波束扫描。激光发射终端接收到的光信号依次经过液晶相控阵、液晶光楔后，被偏振分束器分为两束，一束送入数据接收模块，对获取的光信号进行数据接收处理；另一束送入分束器，再由分束器分为两束后，分别送入粗捕获探测模块和精跟踪探测模块；粗捕获探测模块实时探测激光接收终端发出光信号的光斑位置、光斑尺寸和光功率，计算获得接收光信号的光斑位置误差，并将位置误差信号转换为角度偏转信号，送至液晶光学相控阵波控器；液晶光学相控阵波控器将角度偏转信号转化为液晶光学相控阵的波控电压，控制液晶光学相控阵对发射光束进行光束偏转控制，进一步降低粗捕获探测模块的光斑位置误差；精跟踪探测模块实时探测激光接收终端发出的光信号的光斑位置、光斑尺寸和光功率，并根据光斑位置、光斑尺寸和光功率，计算获得接收光信号的位置误差，并将位置误差信号转换为角度偏转信号送给液晶光楔波控机，液晶光楔波控机将角度偏转信号转换为液晶光楔的驱动电压，控制液晶光楔对激光接收终端发出的光信号进行高精度连续偏转控制，进一步降低跟踪误差，将跟踪位置误差控制到发射端和接收端建立有效光通信链路误差阈值内。