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一、概要

光學相控陣技術(shù)通過對光束陣列中單元光束相位的控制，從而實現(xiàn)陣列光束等相面的重構(gòu)或精密調(diào)控，具有系統(tǒng)體積質(zhì)量小、響應速度快、光束質(zhì)量好等優(yōu)點。

二、原理

光學相控陣技術(shù)其工作原理是對按一定規(guī)律排列的基陣陣元的信號均加以適當?shù)囊葡啵ɑ蜓訒r），用來獲得陣波束的偏轉(zhuǎn)。按照上述定義，光學相控陣技術(shù)既包括用于光束發(fā)射陣列的光束大角度偏轉(zhuǎn)技術(shù)，也包括用于遠距離目標高分辨率成像的陣列望遠鏡干涉成像技術(shù)。從發(fā)射角度來講，光學相控陣是對陣列發(fā)射光束的相位進行控制，從而實現(xiàn)陣列光束整體偏轉(zhuǎn)或者相位誤差補償。光學相控陣的基本原理如圖1所示，其中圖1（a）是非相干合成陣列，即只有“陣”，沒有“相控”的情況；圖1（b）~（d）是光學相控陣（即相干合成陣列）的三種不同工作狀態(tài)。

圖1. 光學相控陣技術(shù)在光束發(fā)射中的應用原理圖

三、應用

非相干合成系統(tǒng)只是將陣列光束進行簡單的功率疊加，不對陣列光束的相位進行控制，其光源可以是多臺波長不同的激光器，遠場光斑尺寸由發(fā)射陣列單元的尺寸決定，與陣元數(shù)量、陣列等效口徑和光束陣列占空比無關，不能算作真正意義上的相控陣。但是非相干合成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、對光源性能要求低、輸出功率高，已經(jīng)獲得大量應用。

從接收角度來講，光學相控陣應用在遠距離目標高分辨率成像中（圖2），由望遠鏡陣列、相位延遲器陣列、光束組合器和成像器件組成，目標發(fā)出的光傳輸?shù)酵h鏡陣列，之后相位延遲器可將各路光束的相位差補償為0，經(jīng)光束組合器后進行干涉，獲得目標源的復相干度。根據(jù)范西特-澤尼克定理計算出目標圖像，該技術(shù)被稱為干涉成像技術(shù)，是合成孔徑成像技術(shù)中的一種。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來看，干涉成像系統(tǒng)和相控陣發(fā)射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基本相同，只是兩種應用情況中的光路傳輸方向相反。

圖2. 光學相控陣技術(shù)在遠距離高分辨率成像中的應用原理圖