[发明专利]一种用于多路脉冲光束时序合成的自动指向控制装置

说明书

本发明公开了一种用于多路脉冲光束时序合成的自动指向控制装置。以两路时序合成为例，该装置由1号脉冲子激光器(1)、2号脉冲子激光器(2)、1号可调反射镜(3)、2号可调反射镜(4)、合束转盘(5)、成像镜头(6)、光电传感器(7)、1号触发信号源(8)、2号触发信号源(9)、处理系统(10)和信号发生器(11)组成。该装置在合束转盘(5)后利用成像镜头(6)与光电传感器(7)测量光束指向，通过触发信号判断当前出光的脉冲子激光器，驱动该脉冲子激光器对应的可调反射镜偏转，使该路光束指向与基准一致。利用该装置可用单个光电传感器和单套处理系统控制多路时序合成光束的指向，改善合成后的光束质量。

技术领域

本发明涉及光束合成的技术领域，具体涉及一种用于多路脉冲光束时序合成的自动指向控制装置，可用于改善脉冲光束时序合成后的光束质量。

背景技术

单台激光器输出功率存在物理限制，为获得更高的输出功率，通常采用多台子激光器光束合成的方式。光束合成方式包括相干合成与非相干合成两种。相干合成对各子激光器的线宽、偏振态、相位有严格的要求，实现较为困难。与相干合成相比，非相干合成方式对与子激光器相位等没有严格限制，结构简单，易于实现。非相干合成主要包括谱合成、偏振合成、非相干组束以及时序合成等方式。其中时序合成方式理论上合成后光束质量与单束激光相同，具有良好的发展前景。

时序合成的核心器件是基于折射原理的合束转盘。合束转盘上均匀分布合束晶体和合束孔，通过精确控制转盘转速、位置以及子激光器出光时序实现光束时序合成(见于李红敏，左军卫，徐健，徐一汀，彭钦军，许祖彦，“脉冲激光的非相干合成技术研究”，激光技术.39,237-241,2015)。受到子激光光轴抖动、合束转盘振动、合束晶体表明不平行等因素的影响，合成后各子光束的指向无法保持一致，降低了合成光束质量。为了获得良好的合成光束质量，必须对各子激光的指向做有效控制。目前尚未有时序合成光束指向控制装置或方法的报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：解决脉冲光束时序合成各子光束指向不一致问题，提供一种用于脉冲光束时序合成的指向控制装置，提高合成后的光束质量。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种用于多路脉冲光束时序合成的自动指向控制装置，该装置由1号脉冲子激光器、2号脉冲子激光器、1号可调反射镜、2号可调反射镜、合束转盘、成像镜头、光电传感器、1号触发信号源、2号触发信号源、处理系统与信号发生器组成；1号触发信号源与1号脉冲子激光器、光电传感器和处理系统通过数据线缆连接；2号触发信号源与2号脉冲子激光器、光电传感器和处理系统通过数据线缆连接；处理系统与光电传感器和1号可调反射镜、2号可调反射镜通过数据线缆连接；光电传感器置于成像镜头的焦平面；信号发生器与1号触发信号源、2号触发信号源通过数据线缆连接。1号触发信号源输出脉冲触发信号时，1号脉冲子激光器输出激光，光电传感器探测光斑位置并发送到处理系统，处理系统根据接收到的光斑位置信号驱动1号可调反射镜动作；1号触发信号源输出脉冲触发信号时2号触发信号源不输出触发信号，2号脉冲子激光器不输出激光。2号触发信号源输出脉冲触发信号时，2号脉冲子激光器输出激光，光电传感器探测光斑位置并发送到处理系统，处理系统根据接收到的光斑位置信号驱动2号可调反射镜动作；2号触发信号源输出脉冲触发信号时1号触发信号源不输出触发信号，1号脉冲子激光器不输出激光。处理系统根据接收到的触发信号源触发信号判断当前输出激光的脉冲子激光器，控制该子激光器对应的可调反射镜偏转，使光电传感器探测到的光斑位置达到基准预定位置。

其中，信号发生器发出第奇数个脉冲信号时，1号触发信号源输出脉冲触发信号，1号脉冲子激光器输出激光，2号触发信号源不输出脉冲触发信号，2号脉冲子激光器不输出激光。

其中，信号发生器发出第偶数个脉冲信号时，2号触发信号源输出脉冲触发信号，2号脉冲子激光器输出激光，1号触发信号源不输脉冲出触发信号，1号脉冲子激光器不输出激光。