文档介绍：强激光在大气远距离传输与控制
第1页，共21页，2022年，5月20日，9点47分，星期三
提纲
第到地面或空中的目标上。
第7页，共21页，2022年，5月20日，9点47分，星期三
中继镜是靠接收望远镜和发射望远镜分别与光源和目标进行连接。可以考虑采用全反射望远镜，全反射望远镜系统有共轴和离轴之分。主镜和次镜的面型和连接方式主要有牛顿系统、卡塞格林系统和哥利格里系统等。
第8页，共21页，2022年，5月20日，9点47分，星期三
全反射望远镜系统
第9页，共21页，2022年，5月20日，9点47分，星期三
将望远镜用于激光的扩束、缩束、接收和发射，可以将准直进入望远镜的激光准直射出，因此在激光传输上也常将次镜用抛物面，且次镜的焦点和主镜的焦点重合。
双抛物面全反射望远镜系统
第10页，共21页，2022年，5月20日，9点47分，星期三
接收望远镜和发射望远镜的对接方式主要有共焦点对接和准直对接。
接收和发射望远镜共焦点对接示意图
接收和发射望远镜共焦点对接示意图
第11页，共21页，2022年，5月20日，9点47分，星期三
实现激光在不同距离的聚焦，可以使中继镜系统的接收望远镜和发射望远镜能够在一定的范围内移动，接收和发射望远镜可以采用两轴系统。
望远镜绕方位轴旋转确保了在垂直方位轴平面上的任意指向，绕俯仰轴的旋转保证了沿方位轴方向的一定角度的指向。
第12页，共21页，2022年，5月20日，9点47分，星期三
中继镜光学实验平台
包括上下两个可以独立旋转的部分。上部分为发射系统，下部分为接收系统。两个系统由一个共同轴连接(也可以不共轴)，接收望远镜与激光源的对准，发射望远镜与目标的对准有各自的跟踪系统完成。在接收和发射系统之间，有一个光束净化系统。
第13页，共21页，2022年，5月20日，9点47分，星期三
实验室模拟中继镜系统光路简图
中继镜的接收望远镜和发射望远镜均可以绕各自的方位轴和俯仰轴旋转，实现中继镜与目标或地面发射系统一定范围的动态链接。沿方位轴的旋转保证了中继镜水平方向 360°的指向，沿俯仰轴的转动，保证垂直方向一定角度的指向。
第14页，共21页，2022年，5月20日，9点47分，星期三
具体的工作过程：
1、中继镜发射系统向地面发射跟踪信标，同时接收地面发射来的跟踪信标。地面发射望远镜依据中继镜提供的跟踪信标(点光源)实现与中继镜接收望远镜的对准；中继镜接收系统的 PSD(位置探测器)通过对地面目标信标的探测，控制FSM(快速倾斜镜)，实现地面信标光与中继镜光轴共轴。
2、中继镜接收系统向地面发射自适应信标光，地面发射系统根据接收的自适应信标，控制发射主激光的波前，实现主激光上行传输的相位补偿。
3、主激光通过接收系统传输到光束净化系统，电动调整镜根据探测的波前倾斜控制倾斜镜，哈特曼波前探测器(WFS)根据探测的波前畸变控制变形镜，倾斜镜和变形镜的时时校正使通过净化系统的激光得以净化。
第15页，共21页，2022年，5月20日，9点47分，星期三
4、中继镜发射系统接收从目标反射来的照明光或自然光，然后将其传输到发射系统的 FTV(光轴探测器)，FTV 同时接收从角锥反射来的主激光，通过对目标光与主激光的比较，控制发射系统的 FSM，使目标光与主激光共轴，实现主激光与目标的对准。
5、中继镜的接收望远镜和发射望远镜均可以绕各自的方位轴和俯仰轴旋转，实现中继镜与目标或地面发射系统一定范围的动态链接。
第16页，共21页，2022年，5月20日，9点47分，星期三
初始激光的发射方式：从中继镜的使用目的上看，地面向中继镜发射激光主要有三种方式，即聚焦发射、准直发射和直接聚焦发射。
第17页，共21页，2022年，5月20日，9点47分，星期三
聚焦发射：地面激光器将激光聚焦发射到中继镜，然后由中继镜将该激光二次聚焦到目标上，即所谓的二次聚焦发射。
准直发射：地面激光器将激光准直发射到中继镜，中继镜再将接收的激光聚焦到目标上。
直接聚焦发射：地面激光器将激光通过中继镜直接聚焦发射到目标上，中继镜相当于平面镜，只改变激光的传输方向。
第18页，共21页，2022年，5月20日，9点47分，星期三
激光二次聚焦传输示意图
初始激光准直发射示意图
初始激光直接发射示意图
第19页，共21页，2022年，5月20日，9点47分，星期三
评价中继镜性能的重要标准是激光到达中继镜以及由中继镜发射到目标的光斑特性。
根据有关文献的介绍，考虑到几种高