[发明专利]一种脉冲激光光谱时序合成系统及方法

权利要求书

1.一种脉冲激光光谱时序合成系统，其特征在于，包括脉冲激光光源二维阵列（1）、准直聚焦装置（2）、光栅（3）、快反镜（4）以及控制装置（7），其中，

所述脉冲激光光源二维阵列（1）包括沿多组水平方向光源组和竖直方向光源组，多组所述水平方向光源组和竖直方向光源组构成方形光源二维阵列，所述水平方向光源组在所述控制装置（7）的控制下周期性的发射脉冲激光；

所述准直聚焦装置（2）用于对水平方向光源组和竖直方向光源组中的单个脉冲激光进行准直，并使得准直后的脉冲激光以指定角度入射至所述光栅（3）；所述光栅（3）的刻线方向平行于竖直方向；

所述控制装置（7）根据衍射方程的一级衍射条件选择所述光栅（3）入射脉冲激光的波长，使得水平方向光源组的单个脉冲激光的入射角度不同，而衍射角度相同，以此方式，使得每组水平方向光源组的单个脉冲激光按照同样的衍射角一级衍射输出，实现利用一片所述光栅（3）完成水平方向光源组脉冲激光的光谱合成；

所述光栅（3）与所述快反镜（4）相应设置，且该快反镜（4）的角度由所述控制装置（7）控制驱动调整，用于调整每组水平方向光源组的光束指向，使得每组水平方向光源组经所述光栅（3）后的光束指向与第一组水平方向光源组的光束指向相同，实现在竖直方向实现脉冲光源的时序合成；

所述快反镜（4）用以对所述光栅（3）的指向进行调整。

2.根据权利要求1所述的一种脉冲激光光谱时序合成系统，其特征在于，所述水平方向光源组和竖直方向光源组射出的脉冲激光的束腰位于所述准直聚焦装置（2）靠近所述水平方向光源组和竖直方向光源组一侧的焦点处，所述光栅（3）位于所述准直聚焦装置（2）远离所述平方向光源组和竖直方向光源组一侧的焦点处。

3.根据权利要求2所述的一种脉冲激光光谱时序合成系统，其特征在于，所述准直聚焦装置（2）为多组凸透镜和凹面镜的组合，该准直聚焦装置（2）用于实现水平方向光源组和竖直方向光源组中的单个脉冲激光的准直，并使得准直后的脉冲激光以指定角度入射至所述光栅（3）。

4.根据权利要求1所述的一种脉冲激光光谱时序合成系统，其特征在于，所述光栅（3）为反射式光栅。

5.根据权利要求1所述的一种脉冲激光光谱时序合成系统，其特征在于，还包括取样镜（5）和光束指向测试装置（6），所述取样镜（5）用于对光束指向相同的脉冲激光进行取样；所述光束指向测试装置（6）用于探测所述取样镜（5）的取样结果，并将探测信息反馈给所述控制装置（7）。

6.根据权利要求5所述的一种脉冲激光光谱时序合成系统，其特征在于，所述取样镜（5）为高反镜或者高透镜。

7.根据权利要求1所述的一种脉冲激光光谱时序合成系统，其特征在于，所述衍射方程为：

其中，为第i束光束的入射角，为第i束光束的出射角，为第i束光束的中心波长，为衍射常数。

8.一种脉冲激光光谱时序合成方法，其特征在于，采用如权利要求1-7任一项所述的系统实现，包括以下步骤：

S1将过个不同波长的脉冲激光源进行阵列排序，形成由多组水平方向光源组和竖直方向光源组构成方形光源二维阵列；

S2依次控制每组水平方向光源组射出同步脉冲激光，同时对脉冲激光进行准直聚集，使得脉冲激光以指定的角度间隔入射在光栅（3）上，根据衍射方程的一级衍射条件选择入射脉冲激光的波长，使得水平方向光源组的单个脉冲激光的入射角度不同，而衍射角度相同，以此方式，使得每组水平方向光源组的单个脉冲激光按照同样的衍射角一级衍射输出，实现水平方向光源组脉冲激光的光谱合成；

S3在步骤S2中控制每组水平方向光源组射出同步脉冲激光时，根据第一组水平方向光源组经所述光栅（3）后的光束指向信息，调整与所述光栅（3）相应设置的快反镜（4）的角度，使得后面每组水平方向光源组经所述光栅（3）后的光束指向与第一组水平方向光源组的光束指向相同，以此方式，实现在竖直方向实现脉冲光源的时序合成。