CN116184518B - 一种激光指向、锁相控制模拟方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光指向、锁相控制模拟方法及系统，方法包括通过光源调制光路，产生从激光和主激光，用于模拟空间引力波探测中的本地激光和远处卫星传来的入射激光；调制后的主激光和从激光汇聚形成外差干涉信号；通过指向控制回路，使得主激光携带抖动信号，通过测量主激光与从激光间的指向抖动信号调控从激光方向；携带抖动信号的主激光和经指向控制后的从激光，经过传播等距调制，光强衰减后汇聚进行干涉，锁定干涉信号的相位，对从激光器进行锁相。本发明提供的方法及系统，将指向控制与锁相控制两者相互关联，以解决现有技术中激光指向装置、锁相控制装置分开独立设置，无法实现科学信号模拟、系统动态锁相功能模拟的问题。

Description

一种激光指向、锁相控制模拟方法及系统

技术领域

本发明属于空间引力波探测模拟方向，具体涉及一种激光指向、锁相控制模拟方法及系统，用于空间引力波探测。

背景技术

精密指向和弱光锁相是空间激光干涉引力波探测必备的两项关键技术，并需在0.1mHz到1Hz频段内分别达到10nrad/√Hz指向稳定性和1pm/√Hz的锁相精度，以实现引力波探测。

但是现有的激光指向装置、锁相装置进行干涉作用的入射激光(模拟远处卫星传来的信号)与本地激光均来自同一激光器，无法利用反馈控制系统单独的调控其中任何一路激光，进而无法准确进行地面仿真实验。

而且目前的锁相装置是通过利用比例—积分—微分控制方法调控电光相位调制器的方法来实现锁相，不满足真实锁相的模拟条件，同时由于不具备模拟突发相位波动以及引力波经过时引起的相位变动的相关器件，无法验证系统在相关情况下的可靠性与准确性。

更重要的是，现有的激光指向装置和锁相装置是独立分开的装置，可单独模拟相应的系统功能，但没有将指向、锁相控制相结合，未能实现将指向抖动噪声压制到所需范围内后，再进行弱光锁相控制的模型实验验证。

所以目前激光指向装置、锁相控制装置具有无法实现系统动态锁相功能模拟、难以将指向抖动噪声压制在所需范围内的问题。

发明内容

本发明提供了一种激光指向、锁相控制模拟方法及系统，通过将指向控制与锁相控制两者相互关联，以解决现有技术中激光指向装置、锁相控制装置分开独立设置，无法实现系统动态锁相功能模拟、难以将指向抖动噪声压制在所需范围内的问题。

在本发明的第一个方面，提供了一种激光指向、锁相控制模拟方法，所述方法包括如下步骤：

S100.通过光源调制光路，产生从激光和主激光作为激光干涉的光源，主激光和从激光分别模拟空间引力波探测中的本地激光和远处卫星传来的入射激光；

S200.调制后主激光和从激光汇聚形成外差干涉信号，应用于指向控制后进行弱光锁相控制；

S300.通过指向控制回路，使得主激光携带抖动信号，用于模拟携带抖动信号的传播激光；通过探测主激光和从激光干涉信号的角位移调控从激光方向，使得从激光的方向严格平行于主激光方向；

S400.激光指向控制后通过锁相控制回路进行弱光锁相控制，携带抖动信号的主激光和经指向控制后的从激光，经过传播光路等距调制，光强衰减后汇聚进行干涉，锁定干涉信号的相位，反馈控制从激光器，使从激光器与主激光器的频率差锁定在超稳振荡器的频率上。

进一步地，步骤S300的具体内容为：

通过指向抖动模拟器调制主激光的抖动方向，主激光和从激光在被反射后分别被偏振分光棱镜分为两束偏振方向垂直的光束，主激光束的透射光束与从激光束的反射光束在第一偏振分光棱镜处形成干涉并被角度敏感器探测，指向控制器利用第一组角度敏感器精密测量的指向抖动信号控制第二快速偏摆镜，进而调控从激光方向。

进一步地，步骤S400的具体内容为：

通过第一反射镜调制从激光的传播光路长度，以与主激光的传播光路长度相等，压制激光频率抖动噪声；

从激光在第二偏振分光棱镜处的透射光束与主激光束在第三偏振分光棱镜处的透射光束分别经过光学衰减片后在第二半反半透镜处进行干涉，干涉信号被第一光电探测器测得，用于锁相反馈控制，干涉信号与超稳振荡器进行混频以实现外差锁相，通过控制压电陶瓷和温度对从激光器进行锁相。

进一步地，步骤400还包括：主激光在第三偏振分光棱镜处的反射光束，借助精密位移器的瞬时位移使主激光的传播光路长度产生突变进而使相位产生突变，以检验锁相控制回路对突变信号的应对能力。

进一步地，步骤400中：在第二半反半透镜处的干涉信号，同时被第二光电探测器监测得到，通过外环数据测量锁相残余误差以评估锁相控制水平。

进一步地，步骤300中，主激光束的透射光束与从激光束的反射光束在第一偏振分光棱镜处形成干涉同时被两组角度敏感器探测，第二组角度敏感器输出外环数据，用以测量评估指向控制水平。

在本发明的第二个方面，提供了一种激光指向、锁相控制模拟系统，包括：

光源调制光路，通过从激光器模拟本地激光，主激光器模拟远处卫星，主激光器发出的主激光经过偏振态调整后进入电光调制器，用以模拟空间中由于两颗卫星相对运动而产生的多普勒频移，调制后主激光和从激光形成外差干涉信号先进行指向控制后，再进行弱光锁相控制；

指向控制回路，通过指向抖动模拟器调制主激光的抖动方向，用以模拟携带抖动信号的传播激光，携带抖动信号的主激光和从激光形成干涉信号，通过角度敏感器探测干涉信号进而调控从激光，使从激光严格平行于主激光方向；

锁相控制回路，携带抖动信号的主激光和经指向控制后的从激光，经过传播光路等距调制，使得主激光、从激光的传播光路长度相等以压制激光频率抖动噪声，然后分别经过光学衰减片后在第二半反半透镜处进行干涉，干涉信号与超稳振荡器在混频器中进行混频以实现外差锁相，对从激光器进行锁相，使从激光器与主激光器的频率差锁定在超稳振荡器的频率上。

进一步地，所述指向控制回路包括：

第一快速偏摆镜，接收并反射主激光，由指向抖动模拟器控制，用于模拟携带抖动信号的传播激光；

第二快速偏摆镜，接收并反射从激光，用于控制从激光跟随主激光一起抖动；

第三偏振分光棱镜，用于接收被第一快速偏摆镜反射的主激光，并分为两束偏振方向垂直的光束；

第一偏振分光棱镜，用于接收被第二快速偏摆镜反射的从激光，并分为两束偏振方向垂直的光束，主激光的透射光束与从激光的反射光束在第一偏振分光棱镜处形成干涉；

角度敏感器，由四象限探测器和相位计组成，以探测第一偏振分光棱镜处的干涉信号，测量主激光与从激光间的指向抖动信号；

指向控制器，与第二快速偏摆镜相连，根据角度敏感器精密测量的指向抖动信号控制第二快速偏摆镜，调控从激光方向。

进一步地，所述锁相控制回路包括：

第一反射镜，从激光束在第一偏振分光棱镜处的透射光束经二分之一波片后在第二偏振分光棱镜处反射，然后经第一反射镜反射与第一四分之一波片改变偏振方向后在第二偏振分光棱镜处透射，从而调整从激光束传播光路长度，以与主激光的传播光路长度相等；

第一光学衰减片，从激光在第二偏振分光棱镜处的透射光束经第一光学衰减片进行光功率衰减后，到达第二半反半透镜；

第二光学衰减片，主激光束在第三偏振分光棱镜处的透射光束经第二光学衰减片到达第二半反半透镜，与经第一光学衰减片衰减后的从激光进行干涉；

第一光电探测器，探测第二半反半透镜处的干涉信号，用于锁相反馈控制；

混频器，与第一光电探测器和超稳振荡器相连，将第一光电探测器测得的干涉信号与超稳振荡器进行混频以实现外差锁相；

锁相控制器，连接混频器，根据混频后的频率差反馈控制从激光器，通过控制压电陶瓷和温度改变腔长对从激光器进行锁相，使从激光器与主激光器的频率差锁定在超稳振荡器的频率上。

进一步地，所述锁相控制回路还包括：

精密位移器，精密位移器上设有反射镜，主激光在第三偏振分光棱镜处的反射光束经第二四分之一波片后被载于精密位移器上的反射镜反射，使得主激光的传播光路长度产生突变进而使相位产生突变。

本发明和现有技术相比具有如下有益效果：

1.本发明提供的激光指向、锁相控制模拟方法及系统，采用两台激光器分别模拟远处卫星传来的入射激光和本地激光，更符合空间引力波探测的实际应用背景；通过设计的两路干涉仪，将获得的外差干涉信号分别作用于指向控制和锁相控制，可有效消除激光器指向抖动噪声对测距精度的影响。

2.本发明中面向空间引力波探测的激光指向、锁相控制模拟系统实现了激光指向、锁相控制干涉光路相互关联的设计，能够将指向抖动噪声压制到所需范围内后，再进行弱光锁相控制，能够同时实现精密指向和弱光锁相功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例中激光指向、锁相控制模拟系统的电路示意图；

图2为本发明实施例中激光指向、锁相控制模拟方法的流程图；

图中标号：

1-从激光器，2-第一法拉第隔离器，3-第一光纤耦合器，4-第二线偏振片，5-第二快速偏摆镜，6-指向控制器，33为指向抖动模拟器；

7-主激光器，8-第二法拉第隔离器，9-第一线偏振片，10-电光调制器，11-第二光纤耦合器，12--第三线偏振片，13-第一快速偏摆镜，14-第三偏振分光棱镜，15-第一偏振分光棱镜，16-第一半反半透镜，17-第一四象限探测器，18-第一数字相位计，19-第二四象限探测器，20-第二数字相位计；

21-第二四分之一波片，22-精密位移器和反射镜，23-第二光学衰减片，24-二分之一波片，25-第二偏振分光棱镜，26-第一四分之一波片，27-第一反射镜，28-第一光学衰减片，29-第二半反半透镜，30-第一光电探测器，31-混频器，32-超稳振荡器，34-锁相控制器，35-第二光电探测器，36-第三数字相位计。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为解决现有技术中激光指向装置和锁相装置独立分开，不能适用于空间引力波探测中的精密指向和同时锁相的问题，本发明提供了一种激光指向、锁相控制模拟系统，包括：

光源调制光路，通过从激光器1模拟本地激光，主激光器7模拟远处卫星，主激光器7发出的主激光经过偏振态调整后进入电光调制器10，用以模拟空间中由于两颗卫星相对运动而产生的多普勒频移，调制后主激光和从激光形成外差干涉信号先进行指向控制后，再进行弱光锁相控制；

指向控制回路，通过指向抖动模拟器33调制主激光的抖动方向，用以模拟携带抖动信号的传播激光，携带抖动信号的主激光和从激光形成干涉信号，通过角度敏感器探测干涉信号进而调控从激光，使从激光严格平行于主激光方向；

锁相控制回路，携带抖动信号的主激光和经指向控制后的从激光，经过传播光路等距调制，使得主激光、从激光的传播光路长度相等以压制激光频率抖动噪声，然后分别经过光学衰减片后在第二半反半透镜29处进行干涉，干涉信号与超稳振荡器32在混频器31中进行混频以实现外差锁相，对从激光器1进行锁相，使从激光器1与主激光器7的频率差锁定在超稳振荡器32的频率上。

本发明中采用两台激光器分别模拟远处卫星传来的入射激光和本地激光，更符合空间引力波探测的实际应用背景。而且通过将获得的外差干涉信号分别作用于指向控制和锁相控制，可有效消除激光器指向抖动噪声对测距精度的影响。此外，本发明中的指向控制回路、锁相控制回路相互关联，实现了将指向抖动噪声压制到所需范围内后，再进行弱光锁相控制，能够同时实现精密指向和弱光锁相功能。

在一个具体实施例中，提供一种面向空间引力波探测的激光指向、锁相控制模拟系统的电路结构，如图1所示。

光源调制光路针对空间应用需求，选用1064nm固体激光器作为光源。从激光器1，以模拟本地激光，发出的激光经过第一法拉第隔离器2输入至第一光纤耦合器3。主激光器7发出的激光经过第二法拉第隔离器8和第一线偏振片9后进入电光调制器10，以模拟空间中由于两颗卫星相对运动而产生的多普勒频移。两束激光经第二光纤耦合器11导入真空腔内，作为激光干涉的光源。

激光干涉的光路处于真空腔内殷刚平台上，属于指向控制回路和锁相控制回路的一部分，两路干涉仪获得的外差干涉信号分别应用于激光器指向控制和激光锁相控制，实际操作时先进行指向控制，再将指向抖动噪声压制到所需范围内后再进行弱光锁相控制。

指向控制回路包括：第一快速偏摆镜13，用于接收并反射主激光，主激光经第三线偏振片12到达第一快速偏摆镜13；第一快速偏摆镜13由指向抖动模拟器33控制，用于模拟携带抖动信号的传播激光；第三偏振分光棱镜14，用于接收被第一快速偏摆镜13反射的主激光，并分为两束偏振方向垂直的光束。第二快速偏摆镜5，用于接收并反射从激光，从激光经第二线偏振片4后到达第二快速偏摆镜5；第一偏振分光棱镜15，用于接收被第二快速偏摆镜5反射的从激光，并分为两束偏振方向垂直的光束，主激光的透射光束与从激光的反射光束在第一偏振分光棱镜15处形成干涉。

指向控制回路还包括角度敏感器，角度敏感器由四象限探测器和相位计组成，本发明中设有两组角度敏感器，第一组角度敏感器由第一四象限探测器17和第一数字相位计18连接组成，第二组角度敏感器由二四象限探测器19和第二数字相位计20连接组成。第一组角度敏感器用以探测第一偏振分光棱镜15处干涉信号的角位移，测量主激光与从激光间的指向抖动信号；第二组角度敏感器输出外环数据，用以测量评估实际系统的指向控制水平。

第一偏振分光棱镜15处形成的干涉信号，由第一半反半透镜16分为两束，分别输入至两组角度敏感器中被探测得到。其中，连接第一组角度敏感器的指向控制器6，根据第一组角度敏感器精密测量的指向抖动信号控制第二快速偏摆镜5，进而调控从激光方向，使得从激光严格平行于主激光的方向，即从激光跟随主激光一起抖动。

本实施例中，锁相控制回路包括：精密位移器22，精密位移器上设有反射镜，主激光在第三偏振分光棱镜14处的反射光束经第二四分之一波片21后被载于精密位移器上的反射镜反射，使得传播光路长度产生突变进而使相位产生突变。

在光路中引入精密位移器，可有效检验所设计的锁相控制回路对突变信号的应对能力，保证了复杂环境下锁相控制系统的工作能力。

锁相控制回路还包括：第一反射镜27，从激光束在第一偏振分光棱镜15处的透射光束经二分之一波片24后在第二偏振分光棱镜25处反射，然后经第一反射镜27反射与第一四分之一波片26改变偏振方向后在第二偏振分光棱镜25处透射，从而调整从激光束传播光路长度，以与主激光的传播光路长度相等，进而实现了两干涉光路中参考臂与测量臂的等臂性，可有效抑制激光频率抖动噪声。

从激光在第二偏振分光棱镜25处的透射光束经第一光学衰减片28进行光功率衰减后，到达第二半反半透镜29。主激光束在第三偏振分光棱镜14处的透射光束经第二光学衰减片23到达第二半反半透镜29，与经第一光学衰减片28衰减后的从激光进行干涉。

第一光电探测器30用于探测第二半反半透镜29处的干涉信号，用于锁相反馈控制；混频器31与第一光电探测器30和超稳振荡器32相连，将第一光电探测器30测得的干涉信号与超稳振荡器32进行混频以实现外差锁相；锁相控制器34连接混频器31，根据混频后的频率差反馈控制从激光器1，通过控制压电陶瓷和温度改变腔长对从激光器1进行锁相，使从激光器1与主激光器7的频率差锁定在超稳振荡器32的频率上。

锁相控制回路中还设有第二光电探测器35，连接第三数字相位计36，同步探测第二半反半透镜29处的干涉信号，用于测量锁相的外环数据，测量锁相残余误差以评估实际系统的锁相控制水平。

本实施例中，采用了主从两台激光器，分别用于模拟入射激光与本地激光，并通过锁相控制器对从激光器进行实时反馈控制，实现两台激光器的真正锁相，更加符合真实情况，同时加入了能模拟突发相位波动与引力波经过时引起的相位变动的精密位移器，真实模拟了空间复杂环境因素导致的干涉信号的实时变化。

面向空间引力波探测的激光指向、锁相控制模拟系统通过设置第二组角度敏感器和第二光电探测器，能够评估实际系统的指向、锁相控制水平。

此外，本发明中，由四象限探测器与数字相位计组成的角度敏感器精密测量指向抖动信号的有效实验手段——差分波前敏感测角技术和数据处理技术流程；将数字信号处理和锁相控制器相结合，在消除了精密位移器带来的突变信号的影响后，通过反馈控制使得本地激光与模拟远处卫星传来的入射激光的频率差锁定在超稳振荡器的频率上，通过混频以实现入射激光与本地激光的真正外差锁相。

上述面向空间引力波探测的激光指向、锁相控制模拟系统的实施步骤为：

S100.通过光源调制光路，产生从激光和主激光作为激光干涉的光源，主激光和从激光分别模拟空间引力波探测中的本地激光和远处卫星传来的入射激光。

S200.调制后主激光和从激光汇聚形成外差干涉信号，应用于指向控制后进行弱光锁相控制。

S300.通过指向控制回路，使得主激光携带抖动信号，用于模拟携带抖动信号的传播激光；通过探测主激光和从激光干涉信号的角位移调控从激光方向，使得从激光的方向严格平行于主激光方向。

一般情况下，通过指向抖动模拟器调制主激光的抖动方向，主激光和从激光在被反射后分别被偏振分光棱镜分为两束偏振方向垂直的光束，主激光束的透射光束与从激光束的反射光束在第一偏振分光棱镜处形成干涉并被角度敏感器探测，指向控制器利用第一组角度敏感器精密测量的指向抖动信号控制第二快速偏摆镜，进而调控从激光方向。

此外，主激光束的透射光束与从激光束的反射光束在第一偏振分光棱镜处形成干涉同时被两组角度敏感器探测，第二组角度敏感器输出外环数据，用以测量评估指向控制水平。

S400.激光指向控制后通过锁相控制回路进行弱光锁相控制，携带抖动信号的主激光和经指向控制后的从激光，经过传播光路等距调制，光强衰减后汇聚进行干涉，锁定干涉信号的相位，反馈控制从激光器，使从激光器与主激光器的频率差锁定在超稳振荡器的频率上。

本发明提供的锁相控制中，主激光在第三偏振分光棱镜处的反射光束，借助精密位移器的瞬时位移使主激光的传播光路长度产生突变进而使相位产生突变，以检验锁相控制回路对突变信号的应对能力。

然后通过第一反射镜调制从激光的传播距离，以与主激光的传播光路长度相等，以压制激光频率抖动噪声；从激光在第二偏振分光棱镜处的透射光束与主激光束在第三偏振分光棱镜处的透射光束分别经过光学衰减片后在第二半反半透镜处进行干涉，干涉信号被第一光电探测器测得，用于锁相反馈控制，干涉信号与超稳振荡器进行混频以实现外差锁相，通过控制压电陶瓷和温度改变腔长对从激光器进行锁相。

而且在第二半反半透镜处的干涉信号，同时被第二光电探测器监测得到，用于测量锁相的外环数据，测量锁相残余误差以评估锁相控制水平。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种激光指向、锁相控制模拟方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S100.通过光源调制光路，产生从激光和主激光作为激光干涉的光源，主激光和从激光分别模拟空间引力波探测中的本地激光和远处卫星传来的入射激光；

S200.调制后主激光和从激光汇聚形成外差干涉信号，应用于指向控制后进行弱光锁相控制；

S300.通过指向控制回路，使得主激光携带抖动信号，用于模拟携带抖动信号的传播激光；通过探测主激光和从激光干涉信号的角位移调控从激光方向，使得从激光的方向严格平行于主激光方向；

S400.激光指向控制后通过锁相控制回路进行弱光锁相控制，携带抖动信号的主激光和经指向控制后的从激光，经过传播光路等距调制，光强衰减后汇聚进行干涉，锁定干涉信号的相位，反馈控制从激光器，使从激光器与主激光器的频率差锁定在超稳振荡器的频率上。

2.根据权利要求1所述的一种激光指向、锁相控制模拟方法，其特征在于，

步骤S300的具体内容为：

通过指向抖动模拟器调制主激光的抖动方向，主激光和从激光在被反射后分别被偏振分光棱镜分为两束偏振方向垂直的光束，主激光束的透射光束与从激光束的反射光束在第一偏振分光棱镜处形成干涉并被角度敏感器探测，指向控制器利用第一组角度敏感器精密测量的指向抖动信号控制第二快速偏摆镜，进而调控从激光方向。

3.根据权利要求1所述的一种激光指向、锁相控制模拟方法，其特征在于，

步骤S400的具体内容为：

通过第一反射镜调制从激光的传播光路长度，以与主激光的传播光路长度相等，压制激光频率抖动噪声；

从激光在第二偏振分光棱镜处的透射光束与主激光束在第三偏振分光棱镜处的透射光束分别经过光学衰减片后在第二半反半透镜处进行干涉，干涉信号被第一光电探测器测得，用于锁相反馈控制，干涉信号与超稳振荡器进行混频以实现外差锁相，通过控制压电陶瓷和温度对从激光器进行锁相。

4.根据权利要求3所述的一种激光指向、锁相控制模拟方法，其特征在于，

步骤400还包括：主激光在第三偏振分光棱镜处的反射光束，借助精密位移器的瞬时位移使主激光的传播光路长度产生突变进而使相位产生突变，以检验锁相控制回路对突变信号的应对能力。

5.根据权利要求3所述的一种激光指向、锁相控制模拟方法，其特征在于，

步骤400中：在第二半反半透镜处的干涉信号，同时被第二光电探测器监测得到，通过外环数据测量锁相残余误差以评估锁相控制水平。

6.根据权利要求2所述的一种激光指向、锁相控制模拟方法，其特征在于，

步骤300中，主激光束的透射光束与从激光束的反射光束在第一偏振分光棱镜处形成干涉同时被两组角度敏感器探测，第二组角度敏感器输出外环数据，用以测量评估指向控制水平。

7.一种激光指向、锁相控制模拟系统，其特征在于，包括：

光源调制光路，通过从激光器模拟本地激光，主激光器模拟远处卫星，主激光器发出的主激光经过偏振态调整后进入电光调制器，用以模拟空间中由于两颗卫星相对运动而产生的多普勒频移，调制后主激光和从激光形成外差干涉信号先进行指向控制后，再进行弱光锁相控制；

指向控制回路，通过指向抖动模拟器调制主激光的抖动方向，用以模拟携带抖动信号的传播激光，携带抖动信号的主激光和从激光形成干涉信号，通过角度敏感器探测干涉信号进而调控从激光，使从激光严格平行于主激光方向；

锁相控制回路，携带抖动信号的主激光和经指向控制后的从激光，经过传播光路等距调制，使得主激光、从激光的传播光路长度相等以压制激光频率抖动噪声，然后分别经过光学衰减片后在第二半反半透镜处进行干涉，干涉信号与超稳振荡器在混频器中进行混频以实现外差锁相，对从激光器进行锁相，使从激光器与主激光器的频率差锁定在超稳振荡器的频率上。

8.根据权利要求7所述的一种激光指向、锁相控制模拟系统，其特征在于，

所述指向控制回路包括：

第一快速偏摆镜，接收并反射主激光，由指向抖动模拟器控制，用于模拟携带抖动信号的传播激光；

第二快速偏摆镜，接收并反射从激光，用于控制从激光跟随主激光一起抖动；

第三偏振分光棱镜，用于接收被第一快速偏摆镜反射的主激光，并分为两束偏振方向垂直的光束；

第一偏振分光棱镜，用于接收被第二快速偏摆镜反射的从激光，并分为两束偏振方向垂直的光束，主激光的透射光束与从激光的反射光束在第一偏振分光棱镜处形成干涉；

角度敏感器，由四象限探测器和相位计组成，以探测第一偏振分光棱镜处的干涉信号，测量主激光与从激光间的指向抖动信号；

指向控制器，与第二快速偏摆镜相连，根据角度敏感器精密测量的指向抖动信号控制第二快速偏摆镜，调控从激光方向。

9.根据权利要求7所述的一种激光指向、锁相控制模拟系统，其特征在于，

所述锁相控制回路包括：

第一反射镜，从激光束在第一偏振分光棱镜处的透射光束经二分之一波片后在第二偏振分光棱镜处反射，然后经第一反射镜反射与第一四分之一波片改变偏振方向后在第二偏振分光棱镜处透射，从而调整从激光束传播光路长度，以与主激光的传播光路长度相等；

第一光学衰减片，从激光在第二偏振分光棱镜处的透射光束经第一光学衰减片进行光功率衰减后，到达第二半反半透镜；

第二光学衰减片，主激光束在第三偏振分光棱镜处的透射光束经第二光学衰减片到达第二半反半透镜，与经第一光学衰减片衰减后的从激光进行干涉；

第一光电探测器，探测第二半反半透镜处的干涉信号，用于锁相反馈控制；

混频器，与第一光电探测器和超稳振荡器相连，将第一光电探测器测得的干涉信号与超稳振荡器进行混频以实现外差锁相；

锁相控制器，连接混频器，根据混频后的频率差反馈控制从激光器，通过控制压电陶瓷和温度改变腔长对从激光器进行锁相，使从激光器与主激光器的频率差锁定在超稳振荡器的频率上。

10.根据权利要求9所述的一种激光指向、锁相控制模拟系统，其特征在于，

所述锁相控制回路还包括：

精密位移器，精密位移器上设有反射镜，主激光在第三偏振分光棱镜处的反射光束经第二四分之一波片后被载于精密位移器上的反射镜反射，使得主激光的传播光路长度产生突变进而使相位产生突变。