本发明涉及光束相干合成，具体为离轴抛物面反射镜的多孔径光束相干合成装置及其方法。
背景技术：
1、现有的光束相干合成系统通常在近场采用分光镜分光的方式将阵列光束进行分束，并采用透镜将其聚焦，然后控制系统以焦斑的光束质量作为评价函数控制激光相控阵系统中的相位调制器，使所有光束的相位保持为2π的整数倍，实现出射阵列光束在远场相干合成。常见的配置包括：
2、(1)分光镜：利用分光镜对所有子光束进行分束。这类装置体积重量庞大。
3、(2)聚焦透镜：该装置的功能是将近场由分光镜分出来的所有光束进行聚焦，以便获取后续锁相控制所需要的焦斑
4、现有技术存在以下技术问题：
5、(1)结构复杂笨重：现有的基于分光镜与聚焦透镜的相干合成锁相系统在扩大规模时，子光束采样设备繁重，应用在目标追踪、自适应光学等系统中难以降低光路系统结构重量，来提升系统精度。子光束的数量和排列复杂度大幅增加，导致光学元件的对准变得异常困难。
6、(2)采样系统功率损耗：当前相干合成系统大多采用分光镜设备进行光束采样，该设备对光束功率的损耗较大，在相干光合成系统中，不利于高功率光束的形成。
7、因此需要对以上问题提出一种新的解决方案。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供离轴抛物面反射镜的多孔径光束相干合成装置及其方法，该装置通过创新性地利用分布式离轴抛物面反射镜，结合相位调制模块，实现高效稳定的光束相干合成，以解决背景技术中提出的技术问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：离轴抛物面反射镜的多孔径光束相干合成装置，包括激光器种子源、分束器、相位调制器阵列、准直器阵列、分布式离轴抛物面反射镜、pc控制端和聚焦透镜；
3、所述激光器种子源的输出端设置有分束器，所述分束器远离激光器种子源的一端设置有相位调制器阵列，所述相位调制器阵列远离分束器的一端设置有准直器阵列，所述准直器阵列远离相位调制器阵列的一端设置有分布式离轴抛物面反射镜，所述分布式离轴抛物面反射镜远离准直器阵列的一端设置有聚焦透镜，所述分布式离轴抛物面反射镜的一侧设置有采集装置。
4、进一步地，所述采集装置包括ccd相机，所述ccd相机是工业面阵相机，用于对分布式离轴抛物面反射镜采集的光束信息进行采集，所述光束信息包括探测合成光束的功率、光斑分布和光束质量。
5、进一步地，所述的激光种子源为一个窄线宽激光器，所述窄线宽激光器为光纤激光器或固体激光器。
6、进一步地，所述相位调制器阵列用于将分束器输出的光束分成n束，所用分束器是光纤分束器。
7、进一步地，所述相位调制器模块根据pc控制端施加的相位调制信号对各路光束之间的相位差进行控制，所述相位调制器模块为linbo或压电陶瓷相位调制器；
8、进一步地，所述准直器阵列通过双压电陶瓷片来推动光纤端面在准直镜头的焦平面进行移动，从而改变出射光束的光轴指向；
9、进一步地，所述分布式离轴抛物面反射镜为多个定制形态、特殊排布的金属材质镜面阵列组成，所述镜面相对于光轴离散分布在不同位置，整体呈现抛物面形状；
10、进一步地，所述pc控制端将ccd相机提供的光斑信息进行处理，转换成相位调制器阵列的控制信号，使用优化算法进行锁相控制，所述优化算法至少包括spgd法。
11、进一步地，所述聚焦透镜为透射透镜，用于实现子光束在远场的相干叠加。
12、离轴抛物面反射镜的多孔径光束相干合成装置的使用方法，至少包括以下步骤：
13、s1：激光器种子源输出的光进入分束器后分成n束；
14、s2：从分束器出来的光经过相位调制器后进入准直器阵列准直方向，然后在各自独立的子光束传播；
15、s3：光束阵列经过通过分布式离轴抛物面反射镜进行反射采样，ccd相机完成近场信息采集；
16、s4：pc控制端对ccd相机采集到的光斑信息进行处理，将相位控制信号输送到相位调制器阵列对每一路子光束的相位进行调制，实现整个系统的闭环控制，由于每个子光束中透射合成光束和反射合成光束的相位一致，所以透射合成光束也能在交点处实现相干合成。
17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18、1、进行了简化的光路设计：分布式设计减少了光路设计的复杂度，简化了系统的光路，提高了系统的整体效率，抛物面形状的设计，使得阵列光束在采样的同时完成聚焦，进一步简化了采样光路的复杂度；
19、2、光束功率低损耗：分布式离轴抛物面反射镜有效地减少了对光束的采样功率损耗，降低了光功率损失，透射光束的光能利用率高，与传统分光镜加聚焦透镜的架构需将所有光束进行分束并聚焦不同，本发明采用反射镜仅需反射小部分光束即可完成对阵列光束采样和聚焦工作，总体反射镜面积较小加工价格便宜；
20、3、灵活的系统扩展性：调整分布式离轴抛物反射镜的数量和位置，使用拼接的方式即可轻松扩展光路采样系统规模，适应大规模单元数的相干合成采样应用需求。
1.离轴抛物面反射镜的多孔径光束相干合成装置，其特征在于：包括激光器种子源(1)、分束器(2)、相位调制器阵列(3)、准直器阵列(4)、分布式离轴抛物面反射镜(5)、pc控制端(6)和聚焦透镜(7)；
2.根据权利要求1所述的离轴抛物面反射镜的多孔径光束相干合成装置，其特征在于：所述采集装置包括ccd相机，所述ccd相机是工业面阵相机，用于对分布式离轴抛物面反射镜(5)采集的光束信息进行采集，所述光束信息包括探测合成光束的功率、光斑分布和光束质量。
3.根据权利要求1所述的离轴抛物面反射镜的多孔径光束相干合成装置，其特征在于：所述的激光种子源(1)为一个窄线宽激光器，所述窄线宽激光器为光纤激光器或固体激光器。
4.根据权利要求1所述的离轴抛物面反射镜的多孔径光束相干合成装置，其特征在于：所述相位调制器阵列(3)用于将分束器(2)输出的光束分成n束，所用分束器(2)是光纤分束器。
5.根据权利要求1所述的离轴抛物面反射镜的多孔径光束相干合成装置，其特征在于：所述相位调制器模块(3)根据pc控制端(6)施加的相位调制信号对各路光束之间的相位差进行控制，所述相位调制器模块(3)为linbo3或压电陶瓷相位调制器。
6.根据权利要求1所述的离轴抛物面反射镜的多孔径光束相干合成装置，其特征在于：所述准直器阵列(4)通过双压电陶瓷片来推动光纤端面在准直镜头的焦平面进行移动，从而改变出射光束的光轴指向。
7.根据权利要求1所述的离轴抛物面反射镜的多孔径光束相干合成装置，其特征在于：所述分布式离轴抛物面反射镜(5)为多个定制形态、特殊排布的金属材质镜面阵列组成，所述镜面相对于光轴离散分布在不同位置，整体呈现抛物面形状。
8.根据权利要求2所述的离轴抛物面反射镜的多孔径光束相干合成装置，其特征在于：所述pc控制端(6)将ccd相机提供的光斑信息进行处理，转换成相位调制器阵列(3)的控制信号，使用优化算法进行锁相控制，所述优化算法至少包括spgd法。
9.根据权利要求1所述的离轴抛物面反射镜的多孔径光束相干合成装置，其特征在于：所述聚焦透镜(7)为透射透镜，用于实现子光束在远场的相干叠加。
10.离轴抛物面反射镜的多孔径光束相干合成装置的使用方法，用于权利要求1-9任意一项所述的离轴抛物面反射镜的多孔径光束相干合成装置，其特征在于：至少包括以下步骤：
