技术特征：
1.目标在回路相干合成系统，其特征在于，包括：种子激光器，输出种子激光；种子激光分束光路，将种子激光分为2路，其中一路进一步分束为n路后输入一级光路，另一路进一步分束为n路后输入二级光路；一级光路，将输入的n路子激光分别进行相位调制、功率放大，相位调制、功率放大后的各路子激光的一部分通过n个自适应激光准直器输出激光阵列发射到目标，各路子激光的另一部分作为探测子激光输出；二级光路，将输入的n路子激光分别进行相位调制后对应耦合入一级光路的各子激光光路中；一级活塞相位控制模块，利用n个第一光电探测器探测一级光路输出的n路探测子激光，据此产生对应的一级活塞相位控制信号，对一级光路中各对应的相位调制器施加控制，进而对一级光路中激光放大器中的高频活塞相位噪声进行校正；二级活塞相位控制模块，利用望远镜接收激光阵列发射到目标后散射回来的散射光，利用第二光电探测器探测接收望远镜接收到的散射光强，据此产生倾斜相位控制信号和二级活塞相位控制信号，倾斜相位控制信号对一级光路中的各自适应激光准直器施加控制，二级活塞相位控制信号对二级光路中各相位调制器施加控制，进而对大气湍流引起的倾斜相差、活塞相差进行校正。2.根据权利要求1所述的目标在回路相干合成系统，其特征在于，种子激光分束光路包括1
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2激光分束器、第一1
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n激光分束器、第二1
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n激光分束器，种子激光源连接1
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2激光分束器的输入端口，1
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2激光分束器的两个输出端口，分别为第一输出端口和第二输出端口，1
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2激光分束器的第一输出端口、第二输出端口分别连接第一1
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n激光分束器的输入端口和第二1
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n激光分束器的输入端口。3.根据权利要求1或2所述的目标在回路相干合成系统，其特征在于，一级光路包括n条子激光处理路径，第i条子激光处理路径上依次设有第i个第一相位调制器、第i个激光放大器、第i个2
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2光纤耦合器和第i个自适应激光准直器，其中各2
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2光纤耦合器均具有四个端口，i=1,2,...n；n个自适应激光准直器输出的激光阵列发射到目标；所述2
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2光纤耦合器，当激光从2
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2光纤耦合器的第一端口输入时，大部分功率的激光从2
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2光纤耦合器的第二端口输出，其他小部分功率的激光从2
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2光纤耦合器的第四端口输出；当激光从2
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2光纤耦合器的第三端口输入时，大部分功率的激光从2
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2光纤耦合器的第四端口输出。4.根据权利要求3所述的目标在回路相干合成系统，其特征在于，第i个2
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2光纤耦合器的第一端口连接第i个激光放大器，第i个2
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2光纤耦合器的第二端口连接第i个自适应激光准直器；一级活塞相位控制模块包括n个第一光电探测器和n个一级活塞相位控制单元，第i个2
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2光纤耦合器的第四端口连接第i个第一光电探测器，第i个第一光电探测器连接第i个一级活塞相位控制单元，第i个一级活塞相位控制单元连接第i个第一相位调制器。5.根据权利要求4所述的目标在回路相干合成系统，其特征在于，二级光路中输入的第i路子激光分别对应输入到第i个第二相位调制器，第i个第二相位调制器的另一端连接第i个2
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2光纤耦合器的第三端口。
6.根据权利要求1或2或4或5所述的目标在回路相干合成系统，其特征在于，二级活塞相位控制模块包括望远镜、第二光电探测器、倾斜控制单元和二级活塞相位控制单元，望远镜用于接收激光阵列发射到目标后散射回来的散射光，第二光电探测器探测接收望远镜接收到的散射光强，第二光电探测器连接倾斜控制单元和二级活塞相位控制单元；倾斜控制单元连接n个自适应激光准直器，基于第二光电探测器输出的电信号产生倾斜相位控制信号，对各个自适应激光准直器施加控制，对大气湍流引起的倾斜相差进行校正；二级活塞相位控制单元连接n个第二相位调制器，基于第二光电探测器输出的电信号产生二级活塞相位控制信号，对n个第二相位调制器施加控制，使望远镜接收到的散射光强达到最优，实现对大气湍流引起的活塞相差的校正。7.根据权利要求6所述的目标在回路相干合成系统，其特征在于，所述第二光电探测器位于望远镜的探测焦平面处。8.基于权利要求1所述目标在回路相干合成系统的相位控制方法，其特征在于，包括：通过开启一级活塞相位控制模块，产生一级活塞相位控制信号，对一级光路中各相位调制器施加控制，使第1到第n个第一光电探测器探测到的信号稳定到最大值；通过开启二级活塞相位控制模块，产生二级活塞相位控制信号，对二级光路中各相位调制器施加控制，使第二光电探测器探测到的信号稳定到最大值；至此，实现了输出的激光阵列中各子激光的相位锁定。9.根据权利要求8所述的相位控制方法，其特征在于，在步骤（1）中，各一级活塞相位控制单元产生相位控制信号并输出到对应的相位调制器，使第1到第n个第一光电探测器探测到的信号稳定到最大值，此时，满足第一关系式：；其中，1
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2激光分束器的第一输出端口与第一1
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n激光分束器的输入端口连接，表示1
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2激光分束器的第一输出端口到第一1
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n激光分束器的输入端口之间的相位；表示第一1
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n激光分束器的第i个输出端口到第i个2
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2光纤耦合器的第一端口之间的相位；表示1
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2激光分束器的第二输出端口到第二1
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n激光分束器的输入端口之间的相位；表示第二1
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n激光分束器的第i个输出端口到第i个2
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2光纤耦合器的第三端口之间的相位。10.根据权利要求8所述的相位控制方法，其特征在于，在步骤（2）中，二级活塞相位控制单元产生相位控制信号并输出到对应的相位调制器，使第二光电探测器探测到的信号稳定到最大值，即满足第二关系式：；其中，表示第i个2
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2光纤耦合器的第二端口到第i个自适应激光准直器的输出端之间的相位，表示第i个自适应激光准直器的输出端与目标之间的相位。
技术总结
本发明提出一种目标在回路相干合成系统及其相位控制方法，采用两级活塞相位控制实现对光纤放大器和大气湍流引起的活塞相差进行有效校正，其中，一级活塞相位控制单元从激光阵列内部获取评价函数，对激光放大器中的高频活塞相位噪声进行校正，由于无需从目标处获取评价函数，具有控制速率高的优点；二级活塞相位控制从目标处获取评价函数，利用二级活塞相位控制单元间接地对对大气湍流中的活塞相差的校正。的校正。的校正。
技术研发人员：粟荣涛 靳凯凯 常洪祥 张丹 蒲东升 马鹏飞 马阎星 习锋杰 韩凯 周朴 许晓军 陈金宝
受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学
技术研发日：2023.02.15
技术公布日：2023/3/21