[发明专利]全光纤分布式相位探测及阵列光束相干合成系统

权利要求书

1.全光纤分布式相位探测及阵列光束相干合成系统，其特征在于：包括第一种子源激光器、1×n光纤分束器、第一相位调制器、第一光纤放大器、第一光纤准直器、分光镜、第二光纤准直器、第二相位调制器、光程调节器、2×2光纤耦合器、第一光电探测器、光纤环形器、1×(n-1)光纤分束器、第二光电探测器、第二种子源激光器、第一控制器以及第二控制器，其中第二种子源激光器与第一种子源激光器的波长不同，第二光纤准直器对第一种子源激光器输出的第一激光高透，对第二种子源激光器输出的第二激光高反；

第一种子源激光器连接1×n光纤分束器，1×n光纤分束器的n个子光束输出光纤分别连接一路光路且各光路上依次连接有第一相位调制器、第一光纤放大器以及第一光纤准直器，各子光束经第一光纤准直器输出到空间形成空间阵列光束，空间阵列光束入射到分光镜，其中大部分经分光镜反射输出到目标，小部分空间阵列光束透射出来，分光镜的透射光路上设置有第二光纤准直器模块，第二光纤准直器模块包括2(n-1)个第二光纤准直器，从分光镜透射出来的空间阵列光束中的每一路子光束分别对应1个或多个第二光纤准直器，两两第二光纤准直器作为一组，且同一组的两个第二光纤准直器分别对应不同的子光束，通过2(n-1)个第二光纤准直器将从分光镜透射出来的空间阵列光束中的所有子光束直接或间接的联系起来，一组第二光纤准直器对应一个2×2光纤耦合器，同一组的两个第二光纤准直器分别与2×2光纤耦合器上位于同一侧的第一臂和第二臂连接，并且第一臂上连接有第二相位调制器，第二臂上连接有光程调节器；各2×2光纤耦合器分别对应一个第一光电探测器和一个光纤环形器，各2×2光纤耦合器另一侧的第三臂和第四臂分别对应连接第一光电探测器和光纤环形器的b端口，各第一光电探测器分别连接到第一控制器上，第一控制器根据来自各第一光电探测器的电信号生成相位控制信号加载到对应的第一相位调制器上，从而实现阵列光束的相位锁定；

第二种子源激光器连接1×(n-1)光纤分束器，连接1×(n-1)光纤分束器的n-1个光束输出光纤分别对应连接一个光纤环行器的a端口，光纤环行器的c端口连接第二光电探测器，各第二光电探测器分别连接到第二控制器上，第二控制器根据来自各第二光电探测器的电信号生成相位控制信号加载到对应的第二相位调制器和光程调节器上，补偿2×2光纤耦合器的第一臂和第二臂引入的相位误差信号。

2.根据权利要求1所述的全光纤分布式相位探测及阵列光束相干合成系统，其特征在于：第一种子源激光器采用单频或窄线宽保偏光纤激光器；

第二种子源激光器采用单频保偏光纤激光器，其输出功率满足传输光路中各光学器件的最低功率需求，激光波长处于2×2光纤耦合器的工作波段之内。

3.根据权利要求1所述的全光纤分布式相位探测及阵列光束相干合成系统，其特征在于：所述1×n光纤分束器采用1×n保偏光纤分束器，其输入光纤型号与第一种子源激光器的输出光纤型号相同，将第一种子源激光器的输出激光功率均分为n路；

所述1×(n-1)光纤分束器采用1×(n-1)保偏光纤分束器，其输入光纤型号与第二种子源激光器的输出光纤型号相同，将第二种子源激光器的输出激光功率均分为n-1路。

4.根据权利要求1所述的全光纤分布式相位探测及阵列光束相干合成系统，其特征在于：所述第一相位调制器可采用光纤耦合铌酸锂电光相位调制器或压电陶瓷相位调制器，调制带宽大于100kHz，第一相位调制器的输入光纤型号与1×n光纤分束器的输出光纤型号相同；

所述第二相位调制器可采用光纤耦合铌酸锂电光相位调制器或压电陶瓷相位调制器，调制带宽大于100kHz，输入光纤型号与2×2光纤耦合器光纤型号相同；

所述光程调节器采用压电陶瓷相位调制器，输入光纤型号与2×2光纤耦合器光纤型号相同。

5.根据权利要求1所述的全光纤分布式相位探测及阵列光束相干合成系统，其特征在于：所述第一光纤放大器采用窄线宽保偏光纤激光放大器，输出功率由用户根据需求确定，输入功率与第一相位调制器的输出功率匹配。