[发明专利]一种基于光学微扫机构的激光空间合成传输系统

说明书

本发明公开了一种基于光学微扫机构的激光空间合成传输系统，包括传输子系统、望远子系统及成像子系统，还包括分光镜。本发明使用时空间多束激光束分别从光纤激光器输出，并输入至准直组件，其中准直组件的负镜组安装于光学扫描机构上，通过调节光学扫描机构，可以实现激光束之间的准直；已被准直各激光束分别进入传输调焦组件，再经过分光镜反射至快反镜，然后进入主镜、次镜及调焦组件，最终实现多束激光束在空间的同一处汇聚至目标；光学微扫机构，其为柔性铰链机构，其微位移由压电陶瓷驱动实现，具备二维平移功能；其采用压电陶瓷叠堆驱动，具备高运动分辨率、大行程的特点，可以实现微米级或亚微米级的分辨率以及几十或几百微米的行程。

技术领域

本发明属于激光传输技术领域，具体涉及一种基于光学微扫机构的激光空间合成传输系统。

背景技术

激光空间合成传输系统是提高到靶功率密度的一种系统形式，起到将多束激光能量或激光信息汇聚至目标的作用；同时，传输系统包含一个望远子系统，具有远距离目标观测和压缩光束发散角的作用。激光空间合成是将空间不同分布的激光束通过传输系统，在空间目标处高度汇聚，这就要求激光器输出的激光束之间的平行度严格一致，因此需要实现激光束达到亚微米的调整分辨率以及几百微米的运动行程。然而，在实际工程中，常使用的普通机械调整方法无法满足精度要求，同时也很难保证实时地调整。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于光学微扫机构的激光空间合成传输系统，包括包括传输子系统、望远子系统及成像子系统，还包括分光镜，

所述传输子系统包括多个微扫机构、多个准直组件及多个传输调焦组件；

所述望远子系统包括快反镜、主镜、次镜及调焦组件；

多束激光分别依次经过各自的微扫机构、准直组件、传输调焦组件，合束于分光镜，再依次经过快反镜、次镜及调焦组件、主镜，多束激光在主镜上均匀分布，通过次镜及调焦组件的调节，实现多束激光作用到预定位置的目标；

所述的准直组件，负镜组安装于光学微扫机构上，微扫机构由压电陶瓷驱动，用以高精度微量调整各束激光间相互平行；

所述分光镜对经过传输调焦组件调焦后的多束激光实现激光波段光束的反射，而透过可见光波段的光束；

所述的望远子系统，通过快反镜锁定能量和信息输出区域，先通过次镜调焦后再通过主镜，实现光束扩束、压缩发散角，实现多束激光在不同空间目标处的汇聚；同时所述快速反射镜，还用于实现空间目标的捕获、跟踪与瞄准。

进一步地，还包括成像子系统，所述成像子系统包括成像探测器、成像调焦组件和反射镜；

所述反射镜接受通过望远子系统的分光镜传送来的目标信息，极大地降低光学元件因装调误差所引起的光轴偏差，将目标成像于成像探测器，通过成像调焦组件可使目标清晰成像，再通过快反镜及成像控制单元使目标实时处于成像探测器的视场中心；所述成像子系统和望远子系统共光路。

具体地，所述传输子系统还包括微扫机构控制单元，由所述微扫机构控制单元控制微扫机构，实现负镜组在垂直于光轴平面内的二维移动，可以实时根据光束作用于目标的位置反馈，调整负镜组的位置，从而实现各路激光束之间的高精度平行。

具体地，所述望远子系统还包括快反镜控制单元，用于控制快速反射镜，实现移动目标的成像，并将激光光束传输至目标。

具体地，所述成像子系统还包括成像控制单元。

优选地，所述的光学微扫机构，为柔性铰链机构，其微位移由压电陶瓷驱动实现二维平移；其依据杠杆原理采用多级放大模式，增大了微扫机构的运动行程。