實驗(yan)名稱：光纖激光相控(kong)陣室內相干合成實驗(yan)

　　測試(shi)設備：高(gao)壓放大器(qi)(qi)、光纖激光器(qi)(qi)、位置敏感傳(chuan)感器(qi)(qi)等。

　　實驗過程：

　　圖(tu)1：光(guang)纖激光(guang)相控陣系統(tong)的示意圖(tu)

　　實(shi)驗(yan)中SPGD算(suan)法輸(shu)出的(de)電(dian)壓(ya)(ya)控制(zhi)(zhi)信號(hao)由采集卡分別輸(shu)出至(zhi)PZT-PC和AFOC的(de)高壓(ya)(ya)放(fang)(fang)大(da)器(qi)上，以(yi)(yi)對活塞相(xiang)差和傾(qing)斜相(xiang)差進(jin)行實(shi)時(shi)的(de)補償(chang)校(xiao)(xiao)正(zheng)，系統算(suan)法迭代速率(lv)已經可以(yi)(yi)滿足實(shi)驗(yan)室環境下數百(bai)Hz量級的(de)動(dong)態相(xiang)差實(shi)時(shi)校(xiao)(xiao)正(zheng)需求，其中鎖相(xiang)控制(zhi)(zhi)迭代速率(lv)為9.8kHz，傾(qing)斜控制(zhi)(zhi)迭代速率(lv)為1kHz。在(zai)驅動(dong)AFOC時(shi)，算(suan)法控制(zhi)(zhi)器(qi)輸(shu)出的(de)控制(zhi)(zhi)電(dian)壓(ya)(ya)被高壓(ya)(ya)放(fang)(fang)大(da)器(qi)（HVA）放(fang)(fang)大(da)了一百(bai)倍，以(yi)(yi)產(chan)生足夠大(da)的(de)推力。

　　實驗結果：

　　圖(tu)2：歸一化性能(neng)指標變化曲線(xian)

　　分別采集5s開環狀(zhuang)(zhuang)態(tai)、僅鎖相(xiang)(xiang)(xiang)控(kong)(kong)制狀(zhuang)(zhuang)態(tai)與鎖相(xiang)(xiang)(xiang)控(kong)(kong)制和傾(qing)斜控(kong)(kong)制同(tong)時(shi)運(yun)行(xing)的(de)(de)(de)閉(bi)環狀(zhuang)(zhuang)態(tai)下(xia)合(he)成光(guang)(guang)束的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)指(zhi)標(biao)與遠場長(chang)曝光(guang)(guang)圖(tu)像，然后(hou)對其進行(xing)分析。由(you)PD采集的(de)(de)(de)15s歸一(yi)(yi)化性(xing)能(neng)指(zhi)標(biao)曲線如圖(tu)2所示(shi)。當未(wei)校(xiao)正活塞相(xiang)(xiang)(xiang)差和傾(qing)斜相(xiang)(xiang)(xiang)差時(shi)，系統處(chu)于開環狀(zhuang)(zhuang)態(tai),歸一(yi)(yi)化性(xing)能(neng)指(zhi)標(biao)均(jun)值(zhi)（Ave）為(wei)(wei)0.0182，其開環狀(zhuang)(zhuang)態(tai)下(xia)的(de)(de)(de)均(jun)方誤差（MSE）為(wei)(wei)0.0162，這(zhe)兩個(ge)指(zhi)標(biao)都是(shi)無(wu)量(liang)綱(gang)的(de)(de)(de)數據(ju)，Ave越(yue)高(gao)，代(dai)表(biao)合(he)成光(guang)(guang)束質量(liang)越(yue)好，MSE越(yue)高(gao)，則(ze)光(guang)(guang)斑強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)抖動(dong)越(yue)明顯。36ms之后(hou)，系統通過鎖相(xiang)(xiang)(xiang)控(kong)(kong)制并進入(ru)收斂(lian)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)（SPGD算法的(de)(de)(de)收斂(lian)時(shi)間(jian)定(ding)義(yi)為(wei)(wei)歸一(yi)(yi)化目標(biao)函數達到(dao)穩定(ding)值(zhi)的(de)(de)(de)90％時(shi)所需的(de)(de)(de)時(shi)間(jian)）。當活塞相(xiang)(xiang)(xiang)差得到(dao)校(xiao)正并且系統處(chu)于鎖相(xiang)(xiang)(xiang)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)時(shi)，Ave值(zhi)從0.0182上(shang)升(sheng)至0.335，MSE從0.0162下(xia)降到(dao)0.0021，這(zhe)表(biao)明鎖相(xiang)(xiang)(xiang)控(kong)(kong)制能(neng)提升(sheng)部(bu)分相(xiang)(xiang)(xiang)干合(he)成的(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)(guo)。在670ms之后(hou)，活塞相(xiang)(xiang)(xiang)差和傾(qing)斜相(xiang)(xiang)(xiang)差均(jun)得到(dao)校(xiao)正，此(ci)時(shi)Ave值(zhi)進一(yi)(yi)步上(shang)升(sheng)至0.994，由(you)于閉(bi)環時(shi)進行(xing)的(de)(de)(de)傾(qing)斜控(kong)(kong)制會使AFOC中(zhong)光(guang)(guang)纖端面(mian)發生輕微抖動(dong)，因(yin)此(ci)MSE略微上(shang)升(sheng)至0.0034。比較這(zhe)三種狀(zhuang)(zhuang)態(tai)下(xia)的(de)(de)(de)歸一(yi)(yi)化性(xing)能(neng)指(zhi)標(biao)強(qiang)度(du)可知(zhi)，只(zhi)有同(tong)時(shi)校(xiao)正活塞相(xiang)(xiang)(xiang)差和傾(qing)斜相(xiang)(xiang)(xiang)差，針孔中(zhong)的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)密(mi)度(du)才能(neng)達到(dao)實驗過程中(zhong)的(de)(de)(de)最高(gao)值(zhi)，取得高(gao)效(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)干合(he)成效(xiao)(xiao)(xiao)果(guo)(guo)。

　　圖3：遠場光斑的歸一化長曝光圖像(xiang)(a)開(kai)環；(b)僅(jin)鎖相控制；(c)閉環

　　遠場中合(he)成(cheng)(cheng)光(guang)束(shu)的(de)(de)(de)5s長曝光(guang)圖像(xiang)如(ru)圖3所示。其(qi)對(dui)應的(de)(de)(de)PIB可以(yi)通(tong)過計算合(he)成(cheng)(cheng)光(guang)束(shu)主瓣(ban)像(xiang)素的(de)(de)(de)強度與整個(ge)遠場圖像(xiang)的(de)(de)(de)像(xiang)素強度的(de)(de)(de)比(bi)值(zhi)(zhi)來獲得。圖3（a）顯示了(le)開(kai)環時(shi)(shi)不執(zhi)行鎖(suo)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)和(he)傾斜控制的(de)(de)(de)長曝光(guang)圖像(xiang)。從圖中可以(yi)看(kan)出，相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機表面(mian)幾(ji)乎沒有(you)(you)干涉圖樣，遠場光(guang)斑處于非相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)干狀(zhuang)態(tai)，同時(shi)(shi)合(he)成(cheng)(cheng)光(guang)束(shu)的(de)(de)(de)能量集中度非常低，PIB的(de)(de)(de)均值(zhi)(zhi)僅為0.08。圖3（b）顯示了(le)僅執(zhi)行鎖(suo)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)控制時(shi)(shi)的(de)(de)(de)遠場光(guang)斑長時(shi)(shi)間曝光(guang)圖像(xiang)。可以(yi)看(kan)出，在(zai)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)機靶(ba)面(mian)上出現了(le)部(bu)分相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)干合(he)成(cheng)(cheng)效果(guo)，合(he)成(cheng)(cheng)光(guang)束(shu)的(de)(de)(de)主瓣(ban)周圍出現了(le)四個(ge)旁瓣(ban)。在(zai)此(ci)(ci)階段，合(he)成(cheng)(cheng)光(guang)束(shu)的(de)(de)(de)PIB均值(zhi)(zhi)為0.26，比(bi)開(kai)環狀(zhuang)態(tai)高(gao)0.18。圖3（c）是閉(bi)環后(hou)遠場光(guang)斑的(de)(de)(de)長曝光(guang)圖像(xiang)。當閉(bi)環狀(zhuang)態(tai)穩定時(shi)(shi)，可以(yi)看(kan)出在(zai)遠場中有(you)(you)7個(ge)清晰的(de)(de)(de)光(guang)斑。此(ci)(ci)時(shi)(shi)，合(he)成(cheng)(cheng)光(guang)束(shu)主瓣(ban)的(de)(de)(de)強度明顯高(gao)于其(qi)他兩個(ge)狀(zhuang)態(tai)，其(qi)平(ping)(ping)均PIB為0.49，是實驗中的(de)(de)(de)最高(gao)水平(ping)(ping)。

　　高壓放大器推(tui)薦：ATA-7020

　　圖：ATA-7020高壓放大器指標參數

　　本資(zi)料由(you)Aigtek安泰電(dian)子整理發(fa)布，更多案(an)例及產(chan)(chan)品詳情(qing)請(qing)持續(xu)關(guan)注我們。西安安泰電(dian)子Aigtek已經成為在(zai)業(ye)界擁(yong)有(you)廣泛產(chan)(chan)品線，且具(ju)有(you)相當規模的儀器設(she)備供(gong)應商，樣機都支持免(mian)費試用。如(ru)想(xiang)了解更多功率放大(da)器等產(chan)(chan)品，請(qing)持續(xu)關(guan)注安泰電(dian)子官網hkdyw.cn或撥打029-88865020。