[发明专利]一种用于空间线偏光双向收发的阵列式全光纤自适应耦合控制系统

摘要

本发明公开了一种用于空间线偏光双向收发的阵列式全光纤自适应耦合控制系统，包括自适应光纤耦合器阵列、密排装置、子单元光纤分路器组、耦合能量光电探测器组、多通道倾斜像差控制器、多通道高压放大器、光纤相位调制器组、光纤偏振合束器组、三端口光纤环形器、光纤检偏器、合成光纤分路器、合成光电探测器、锁相控制器；系统所用光纤均为保偏光纤。利用自适应光纤耦合器阵列接收光束，自适应地校正子孔径内的光束倾斜像差；采用优化控制算法补偿光纤阵列间的相位失配，实现相干偏振合成；由此提高系统的耦合效率，并输出偏振方向沿光纤慢轴的线偏光。该系统可兼作准直发射装置，利用光路的可逆性原理对准直光束进行波前预补偿，实现同一偏振态输出。

主权项

1.一种用于空间线偏光双向收发的阵列式全光纤自适应耦合控制系统，其特征在于：包括自适应光纤耦合器(1)的阵列、密排装置(2)、子单元光纤分路器(3)的组、耦合能量光电探测器(4)的组、多通道倾斜像差控制器(5)、多通道高压放大器(6)、光纤相位调制器(7)的组、光纤偏振合束器(8)的组、三端口光纤环形器(9)、光纤检偏器(10)、合成光纤分路器(11)、合成光电探测器(12)和锁相控制器(13)；该阵列式全光纤自适应耦合控制系统为全光纤结构，且所用光纤均为保偏光纤，平面波前的线偏振光束经一定距离传输，受大气湍流的影响，波前发生畸变；利用自适应光纤耦合器(1)的阵列接收光束，并分别将子光束耦合至多路保偏光纤内；各路子光束分别经过光纤相位调制器(7)的组，并通过多级光纤偏振合束器(8)的组两两进行相干偏振合成；最终实现整个系统的高效、高稳定的光能耦合，并输出偏振方向沿光纤慢轴的线偏光，自适应光纤耦合器(1)的阵列固定于密排装置(2)上，与子单元光纤分路器(3)的组、耦合能量光电探测器(4)的组、多通道倾斜像差控制器(5)和多通道高压放大器(6)构成倾斜像差控制子系统，探测并校正自适应光纤耦合器(1)的阵列子孔径内的光束倾斜像差；光纤相位调制器(7)的组与光纤偏振合束器(8)的组、光纤检偏器(10)、合成光纤分路器(11)、合成光电探测器(12)和锁相控制器(13)构成相位控制子系统，探测并补偿各路子光束之间的相位失配，此系统能够兼作光束准直发射装置，线偏振方向沿光纤慢轴的发射光束经由三端口光纤环形器(9)实现光路环形，再通过多级光纤偏振合束器(8)的组分解为多路偏振方向沿光纤慢轴的子光束，最后分别经由光纤相位调制器(7)的组和自适应光纤耦合器(1)的阵列实现准直发射；此系统依附于自适应耦合控制过程和光路的可逆性，可实现对发射子光束波前活塞像差和倾斜像差的预补偿，经过大气湍流反向传输后，获得与入射光束同一偏振态的平面波前。