[发明专利]一种评价热透镜效应对相干偏振合成系统合成效率影响的系统及其方法

摘要

一种评价热透镜效应对相干偏振合成系统合成效率影响的系统及其方法，包括N路相干偏振合成系统、其中N＝2ⁿ，n＝1,2,3……；经N路相干偏振合成系统合束输出的激光经过第一高反镜和第二高反镜后，大部分功率被功率接收器接收，小部分功率经过聚焦透镜聚焦后注入到光斑分析仪；光斑分析仪装配在电控平移台上，电控平移台与控制与数据处理系统连接，控制与数据处理系统能够调节电控平移台的位置，并对光斑尺寸和位移信息进行处理，得到热透镜效应对N路相干偏振合成系统合成效率的影响。本发明减弱了传统评价方法中外界环境对评价结果的影响，克服了传统测量方法测量光束尺寸受限的问题。

主权项

1.一种评价热透镜效应对相干偏振合成系统合成效率影响的系统，其特征在于：包括N路相干偏振合成系统、第一高反镜、第二高反镜、线起偏器、光电探测器、相位控制系统、功率接收器、聚焦透镜、光斑分析仪、电控平移台、控制与数据处理系统，其中：N路相干偏振合成系统包括依次连接的窄线宽‑线偏振种子源、保偏分束器、保偏相位调节器、保偏放大器、扩束准直系统和n级偏振合束模块，n级偏振合束模块包括依次连接的第1级相干偏振合成单元、第2级相干偏振合成单元……和第n级相干偏振合成单元；所述第1级相干偏振合成单元中包括2ⁿ个偏振旋转系统和2^n‑1个偏振合束系统，从保偏分束器分出的2ⁿ束待合束光束分别依次经过保偏相位调节器相位调节、保偏放大器放大、扩束准直系统准直后分别输入到第1级相干偏振合成单元中的一个偏振旋转系统中，其中2^n‑1路相干偏振光束分别经过对应的偏振旋转系统后调节为s偏振光束，2^n‑1路相干偏振光束分别经过对应的偏振旋转系统后调节为p偏振光束；2^n‑1个偏振合束系统中的每个偏振合束系统的输入均分别对应一路注入的s偏振光束和一路注入的p偏振光束；2^n‑1束s偏振光束和2^n‑1束p偏振光束分别输入到各自对应的偏振合束系统中，在偏振合束系统上将一束s偏振光束和一束p偏振光束合成为一束激光输出，这样第1级相干偏振合成单元输出2^n‑1束激光；所述第2级相干偏振合成单元中包括2^n‑1个偏振旋转系统和2^n‑2个偏振合束系统，从第1级相干偏振合成单元输出的2^n‑1束激光分别输入到第2级相干偏振合成单元中的一个偏振旋转系统中，其中2^n‑2束激光分别经过对应的偏振旋转系统后调节为s偏振光束；2^n‑2束激光分别经过对应的偏振旋转系统后调节为p偏振光束；2^n‑2个偏振合束系统中的每个偏振合束系统的输入均分别对应一路注入的s偏振光束和一路注入的p偏振光束；2^n‑2束s偏振光束和2^n‑2束p偏振光束分别输入到各自对应的偏振合束系统中，在偏振合束系统上将一束s偏振光束和一束p偏振光束合成为一束激光输出，这样第2级相干偏振合成单元输出2^n‑2束激光；依次类推，第n级相干偏振合成单元包括2个偏振旋转系统和1个偏振合束系统，从第n‑1级相干偏振合成单元输出的2束激光分别输入到第n级相干偏振合成单元中的一个偏振旋转系统中，其中一束激光经过偏振旋转系统后调节为s偏振光束；另一束激光经过偏振旋转系统后调节为p偏振光束；s偏振光束和p偏振光束注入到偏振合束系统进行最终合束即合成为一束激光输出；从窄线宽‑线偏振种子源输出的激光被保偏分束器分为N束待合束光束，其中N＝2ⁿ，n＝1,2,3……；2ⁿ束待合束光束分别对应一个保偏相位调节器，2ⁿ束待合束光束分别经其对应的保偏相位调节器进行相位调节，经相位调节后的2ⁿ束待合束光束分别依次经过保偏放大器放大、扩束准直系统准直后依次输入到第1级相干偏振合成单元、第2级相干偏振合成单元……和第n级相干偏振合成单元中，从第n级相干偏振合成单元合束输出的激光入射至第一高反镜，其中小部分激光从第一高反镜透射到线起偏器，然后被光电探测器接收，光电探测器将光信号转变为电信号，反馈到相位控制系统用于锁相控制，相位控制系统与各相位调节器连接并对各相位调节器进行控制；大部分入射至第一高反镜的激光经第一高反镜反射至第二高反镜，入射至第二高反镜的大部分激光被反射到功率接收器并被功率接收器接收，入射至第二高反镜的小部分激光经过聚焦透镜聚焦后注入到光斑分析仪；光斑分析仪装配在电控平移台上，电控平移台、光斑分析仪均与控制与数据处理系统连接，所述光斑分析仪用于采集参与合成的各路待合束光束在聚焦透镜后的束腰半径以及束腰位置，并将传送给控制与数据处理系统，控制与数据处理系统能够调节电控平移台的位置并记录存储电控平移台的位移信息，并对光斑分析仪将采集到信息进行处理，得到热透镜效应对相干偏振合成系统合成效率的影响。