CN114325643A - 一种多光束激光相控阵雷达激光发射系统 - Google Patents
一种多光束激光相控阵雷达激光发射系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114325643A CN114325643A CN202111490595.XA CN202111490595A CN114325643A CN 114325643 A CN114325643 A CN 114325643A CN 202111490595 A CN202111490595 A CN 202111490595A CN 114325643 A CN114325643 A CN 114325643A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- phased array
- optical
- fiber
- light beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 32
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
本发明公开了一种多光束激光相控阵雷达激光发射系统，涉及激光相控阵探测技术领域。为了克服光纤对系统出射能量的限制,以及难以实现远距离目标探测的问题，本发明提供一种多光束激光相控阵雷达激光发射系统，包括激光分束模块和激光准直模块：激光分束模块包括光纤激光器、分束器、相位调制器和光学相控阵，光学相控阵受控于偏振控制器，光纤激光器发射激光光源，经分束器分别进入多个光纤通道，相位调制器同步调制各个光纤通道中光束的相位，使光束同时抵达光学相控阵，偏振控制器驱动光学相控阵，并通过偏振控制器调节驱动电压，出射光束经F‑Theta激光准直镜组调整。本发明提高了光学相控阵的入射光束能量，实现视场覆盖区域内的多目标探测、跟踪。
Description
技术领域
本发明涉及激光相控阵探测技术领域，具体涉及一种多光束激光相控阵雷达激光发射系统。
背景技术
激光相控阵雷达作为一种新型的激光主动成像技术，通过相控阵实现对光束的相位控制，使光束发生偏转，进而实现对目标区域的扫描，通过光学系统将目标区域的光汇聚到面阵高灵敏度的探测器上，完成目标区域的成像，具有扫描视场大、探测距离远、成像分辨率高、三维成像能力强的特点，在战场预警、信息获取、目标监视和侦查方面有着重要的应用。传统的激光相控阵雷达系统激光器出射一束激光经扩束准直光路出射束径较大的光束直接照射到相控阵上，经相控阵调制后直接照射到目标区域，且受限于光纤材质，无法承受高峰值功率脉冲激光，系统的出射功率受限，且经过相控阵偏转后的光束准直性较差，在大气传输中能量衰减严重，难以实现远距离目标探测。
发明内容
本发明提供一种多光束激光相控阵雷达激光发射系统，要克服现有技术中光纤对系统出射能量的限制,同时克服透过光学相控阵不同角度的出射光束发散严重、难以实现远距离目标探测的问题。
为了达到本发明的目的，本发明提供的技术方案是：一种多光束激光相控阵雷达激光发射系统，包括激光分束模块和激光准直模块，
所述激光分束模块包括光纤激光器、分束器、相位调制器和光学相控阵，所述光学相控阵受控于偏振控制器，光纤激光器发射激光光源，经分束器分别进入多个光纤通道，相位调制器同步调制各个光纤通道中光束的相位，使光束同时抵达光学相控阵，偏振控制器驱动光学相控阵实现光束的偏转，并通过偏振控制器调节驱动电压，实现多光束多角度激光出射出射光束经F-Theta激光准直镜组调整，照射至目标区域。
进一步的，上述光纤激光器采用1064nm光纤激光器；所述光学相控阵为透射式光液晶空间调制器。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.激光分束系统采用分束器对激光器出射激光进行束，经相位调制器同步入射至光学相控阵，提高了光学相控阵的入射光束能量，克服因光纤导致的系统出射能量受限的问题。
2.通过偏振控制器驱动透射式光学相控阵，实现多光束任意角度的扫描，实现视场覆盖区域内的多目标探测、跟踪。
3.基于F-Theta扫描镜组原理，对其进行反用，压缩出射光束发散角，保证不同孔径处出射光线的准直性，优化出射光束质量，实现更远的作用距离，且F-Theta激光准直镜组轴向尺寸较小、结构紧凑，易装调，光学面少，配合高透过率膜系可减少反射及吸收的光能量损失。
附图说明
图1多光束激光相控阵雷达激光发射系统原理图；
图2基于F-Theta透镜激光准直模块仿真图；
图3 基于F-Theta透镜激光准直模块点列图；
图4 基于F-Theta透镜激光准直模块场曲畸变图；
图5 基于F-Theta透镜激光准直模块全视场波像差图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明进行详细地说明.
本发明设计了一种多光束激光相控阵雷达激光发射系统。采用分束器分出多束激光，经相位调制器调制后，同步入射到透射式光学相控组件，电控实现多光束多角度光束偏转；针对不同入射角度的激光束，设计基于F-Theta透镜的激光准直镜组，保证不同孔径处出射光线的准直性，优化出射光质量。
参见图1，一种多光束激光相控阵雷达激光发射系统，包括激光分束模块和激光准直模块。所述的激光分束模块包括光纤激光器、分束器、相位调制器和光学相控阵，所述光学相控阵受控于偏振控制器，光纤激光器发射激光光源，经分束器分别进入多个光纤通道，相位调制器同步调制各个光纤通道中光束的相位，使光束同时抵达光学相控阵，偏振控制器驱动光学相控阵实现光束的偏转，并通过偏振控制器调节驱动电压，实现多光束多角度激光出射，出射光束经F-Theta激光准直镜组调整，照射至目标区域。
本实施例中，所述光纤激光器采用1064nm光纤激光器为系统提供光源；所述光学相控阵为透射式光液晶空间调制器通过电控的方式可以实现光束的扫描；所述F-Theta激光准直镜组基于F-Theta扫描镜组原理，对其进行反用，压缩不同孔径入射光束发散角，实现光束准直出射至目标区域。
本发明提供的基于F-Theta透镜的多光束准直系统光学轮廓参数为入瞳直径D:25mm，线视场2y：20mm，波长:1064nm，F#=10，焦距：f´=250mm。
光学结构参数为：第一片透镜厚度：13㎜，材料：ZK6；第二片透镜厚度：5㎜，材料：ZF1；第三片透镜厚度：13㎜，材料：ZK6；一、二片透镜间空气厚度为7㎜；二、三片透镜间空气厚度为7㎜。本系统结构简单，各视场均方根半径分别为0.016mr、0.018mr、0.01mr，小于艾里斑半径0.019mr，满足等晕条件。通过读取Field Curvature/Distortion窗口中Text，系统场曲为-0.001mm，F-θ镜头最大视场相对畸变为-0.05%，满足设计指标要求。全视场波像差的pv值为0.1742λ，小于1/4波长，整个系统的光照度大于90%，照明均匀性好。
参见图2，可以看到：本发明设计的激光准直镜组对不同出射孔径的光束均具有良好的准直效果。
参见图3，可以看到：本发明设计的激光准直镜组各视场均方根半径分别为0.016mr、0.018mr、0.01mr，小于艾里斑半径0.019mr，满足等晕条件。
参见图4，可以看到：本发明设计的激光准直镜组场曲为-0.001mm，F-θ镜头最大视场相对畸变为-0.05%，满足设计指标要求。
参见图5，可以看到：本发明设计的激光准直镜组全视场波像差的pv值为0.1742λ，小于1/4波长，整个系统的光照度大于90%，照明均匀性好。
Claims (2)
1.一种多光束激光相控阵雷达激光发射系统，其特征在于，包括激光分束模块和激光准直模块：
所述激光分束模块包括光纤激光器、分束器、相位调制器和光学相控阵，所述光学相控阵受控于偏振控制器，光纤激光器发射激光光源，经分束器分别进入多个光纤通道，相位调制器同步调制各个光纤通道中光束的相位，使光束同时抵达光学相控阵，偏振控制器驱动光学相控阵实现光束的偏转，并通过偏振控制器调节驱动电压，实现多光束多角度激光出射，出射光束经F-Theta激光准直镜组调整，照射至目标区域。
2.根据权利要求1所述的一种多光束激光相控阵雷达激光发射系统，其特征在于，所述光纤激光器采用1064nm光纤激光器；所述光学相控阵为透射式光液晶空间调制器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111490595.XA CN114325643A (zh) | 2021-12-08 | 2021-12-08 | 一种多光束激光相控阵雷达激光发射系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111490595.XA CN114325643A (zh) | 2021-12-08 | 2021-12-08 | 一种多光束激光相控阵雷达激光发射系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114325643A true CN114325643A (zh) | 2022-04-12 |
Family
ID=81050867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111490595.XA Pending CN114325643A (zh) | 2021-12-08 | 2021-12-08 | 一种多光束激光相控阵雷达激光发射系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114325643A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115325887A (zh) * | 2022-10-17 | 2022-11-11 | 安徽科创中光科技股份有限公司 | 一种应用于激光反无人机系统的光学相控阵激光打击系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104029394A (zh) * | 2014-06-24 | 2014-09-10 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 一种提高激光扫描成像光固化快速成型效率的方法 |
| CN104749889A (zh) * | 2013-12-15 | 2015-07-01 | 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 | 紫外led曝光头 |
| US20160266244A1 (en) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | The Boeing Company | Laser Phase Diversity for Beam Control in Phased Laser Arrays |
| CN107703517A (zh) * | 2017-11-03 | 2018-02-16 | 长春理工大学 | 机载多光束光学相控阵激光三维成像雷达系统 |
| CN111948626A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-11-17 | 西安电子科技大学 | 基于阵列探测器的光纤相控阵多光束扫描系统 |
-
2021
- 2021-12-08 CN CN202111490595.XA patent/CN114325643A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104749889A (zh) * | 2013-12-15 | 2015-07-01 | 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 | 紫外led曝光头 |
| CN104029394A (zh) * | 2014-06-24 | 2014-09-10 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 一种提高激光扫描成像光固化快速成型效率的方法 |
| US20160266244A1 (en) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | The Boeing Company | Laser Phase Diversity for Beam Control in Phased Laser Arrays |
| CN107703517A (zh) * | 2017-11-03 | 2018-02-16 | 长春理工大学 | 机载多光束光学相控阵激光三维成像雷达系统 |
| CN111948626A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-11-17 | 西安电子科技大学 | 基于阵列探测器的光纤相控阵多光束扫描系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 陈铮: "工程训练教程", 31 December 2019, 东华大学出版社, pages: 297 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115325887A (zh) * | 2022-10-17 | 2022-11-11 | 安徽科创中光科技股份有限公司 | 一种应用于激光反无人机系统的光学相控阵激光打击系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN204758827U (zh) | 用于激光雷达的复合式扫描系统 | |
| CN110376135B (zh) | 一种太赫兹超分辨显微成像系统 | |
| CN111650602B (zh) | 基于衍射光学元件与光纤阵列的多波长激光雷达 | |
| US11982945B2 (en) | Two-photon-polymerization laser direct writing system based on acousto-optic deflector | |
| CN208752314U (zh) | 一种激光变倍准直扩束系统 | |
| CN114325643A (zh) | 一种多光束激光相控阵雷达激光发射系统 | |
| CN112711143A (zh) | 一种连续调焦的高能激光发射跟踪瞄准系统 | |
| CN111398969A (zh) | 一种激光雷达及其收发装置 | |
| CN112817157A (zh) | 一种新型平顶光束发生装置 | |
| CN113960570A (zh) | 基于波长调谐的全固态激光雷达扫描装置和方法 | |
| CN108345155A (zh) | 一种三维调谐的光束扫描装置与设计方法 | |
| CN216646976U (zh) | 一种基于四棱锥反射镜的激光空间合束系统 | |
| CN113514484B (zh) | 适用于x射线成像的全光分幅系统 | |
| CN112117632B (zh) | 一种基于液晶阵列的涡旋光生成系统及方法 | |
| CN115084978A (zh) | 一种多通式激光光谱展宽光学系统及方法 | |
| CN100412969C (zh) | 光学系统及使用所述光学系统的光学记录/再现装置 | |
| CN210465678U (zh) | 一种激光发射装置以及激光雷达系统 | |
| CN215067546U (zh) | 一种光谱成像用的复色激光光束线斑整形的光学装置 | |
| EP4204869A1 (en) | Hollow core optical fiber array launcher | |
| CN113341628A (zh) | 一种飞秒超连续白光产生装置 | |
| CN209913237U (zh) | 一种合束一百个半导体激光单管发射装置 | |
| CN115313128B (zh) | 一种基于多谱段中波红外皮秒全光纤激光器的干扰系统 | |
| CN209896437U (zh) | 一种基于正多棱锥的半导体激光单管合束器 | |
| CN213814139U (zh) | 基于反射式机械调制的光束光轴自稳装置及光学系统 | |
| CN217606193U (zh) | 一种双排分路合光激光光路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |