[发明专利]浮空器激光中继镜系统及其仿真装置和仿真方法

权利要求书

1.一种浮空器激光中继镜系统，其特征在于：包括激光器、自适应光学模块、中继镜模块以及目标模块；激光器以及自适应光学模块放置在地面，中继镜模块放置在浮空器上；激光器发射出的激光光束，经自适应光学模块实现激光光束净化和校正大气湍流像差后，通过上行传输路径上的上行大气湍流空间传输至浮空器上的中继镜模块，激光光束经中继镜模块聚焦发射出来后通过下行传输路径上的下行大气湍流空间传播到目标模块。

2.根据权利要求1所述的浮空器激光中继镜系统，其特征在于：所述目标模块上设有信标激光器，用于给自适应光学模块提供上行和下行大气湍流的像差信息；其中信标光光束的波长小于激光器所产生激光光束的波长。

3.根据权利要求2所述的浮空器激光中继镜系统，其特征在于：自适应光学模块包括倾斜镜、波前校正器、1#分光镜、激光波前传感器、信标光波前传感器和波前控制器；目标模块上的信标激光器发射出的信标光经下行大气湍流空间传输到中继镜模块，到达中继镜模块后再通过上行大气湍流空间传输至自适应光学模块中的1#分光镜，信标光波前传感器接收从1#分光镜透射的信标光；激光器发射的激光光束依次经自适应光学模块中的倾斜镜、波前校正器传输至1#分光镜，其中大部分激光光束经1#分光镜反射出来后通过上行大气湍流空间传输至中继镜模块，经中继镜模块后通过下行大气湍流空间传输到目标模块；经分光镜透射出来的小部分激光光束由激光波前传感器接收，波前控制器把激光波前传感器和信标光波前传感器得到的波前数据相加后得到总的波前畸变，根据直接斜率法得到相应的相位控制信号，将相位控制制信号施加到波前校正器上，生成与波前控制器计算得到总的波前畸变相反的畸变。

4.根据权利要求3所述的浮空器激光中继镜系统，其特征在于：中继镜模块包括1#全反射凹双曲面镜、1#全反射凸双曲面镜、1#全反射平面镜、2#全反射平面镜、2#全反射凸双曲面镜和2#全反射凹双曲面镜；在中继镜模块中，信标光的传播光路与激光器发射激光光束的传播光路共光路；其中自适应光学模块传输至中继镜模块的激光光束的传播光路依次是经过1#全反射凹双曲面镜、1#全反射凸双曲面镜、1#全反射平面镜、2#全反射平面镜、2#全反射凸双曲面镜和2#全反射凹双曲面镜；目标模块上的信标激光器传输至中继镜模块的信标光的传播光路顺序是：光束经过2#全反射凹双曲面镜、2#全反射凸双曲面镜、2#全反射平面镜、1#全反射平面镜、1#全反射凸双曲面镜和1#全反射凹双曲面镜。

5.根据权利要求4所述的浮空器激光中继镜系统，其特征在于：自适应光学模块传输至中继镜模块的激光光束传输至由1#全反射凹双曲面镜和1#全反射凸双曲面镜组成的离轴望远镜系统进行缩束；缩束后的激光光束依次经过两面45度倾斜相对设置的全反射平面镜全反射后，入射至由2#全反射凸双曲面镜和2#全反射凹双曲面镜组成的离轴望远镜系统后输出，输出的激光光束通过下行大气湍流空间传输至目标模块上；

目标模块上信标激光器传输至中继镜模块的信标光传输至由2#全反射凸双曲面镜和2#全反射凹双曲面镜组成的离轴望远镜系统进行缩束；缩束后的信标光依次经过两面45度倾斜相对设置的全反射平面镜全反射后，入射至由1#全反射凹双曲面镜和1#全反射凸双曲面镜组成的离轴望远镜系统后输出，输出的信标光通过上行大气湍流空间传输至自适应光学模块。

6.如权利要求1所述的浮空器激光中继镜系统的仿真装置，其特征在于，包括：

仿真用激光器，产生激光光束；

仿真用自适应光学模块，实现激光光束净化和校正大气湍流像差的功能；

大气湍流模拟装置，产生大气湍流，模拟上行大气湍流空间以及模拟下行大气湍流空间；

仿真用中继镜模块，模拟浮空器上的中继镜模块，实现激光光束中继传输；

仿真用目标模块，由光斑分析仪和信标激光器组成，可实现中继传输至目标模块处激光功率的测量以及信标光的产生。其中信标光光束的波长小于激光器所产生激光光束的波长。