针对线阵光纤激光相干合成系统中对合成光束的质量、控制速度、控制精度的需求, 完成了线阵光纤激光相干合成控制器的设计。该控制器以DSP2812和CPLD为核心处理器, 通过AD976A模/数转换器接收光电探测器的电压信号, AD8544数/模转换器输出模拟电压控制压电陶瓷相位控制器, 进而控制激光的相位变化。为了实现控制器与目标图像检测板和上位机的通信, 设计了两路串口通信接口, 并编写了相关测试程序, 最终在线阵光纤激光相干合成系统中完成了四路1 064 nm激光的相干合成、扫描、跟踪实验。实验结果表明, 该控制器搭载随机并行梯度下降(SPGD)算法, 在光电探测器的配合下能够实现光纤激光锁相, 控制主瓣能量变化优于±5%, 锁相后主瓣能够完成±λ的扫描, 扫描频率约为25 Hz, 同时结合目标图像检测板完成了目标跟踪实验, 实现激光相干合成条纹的目标跟踪。

激光与物体相互作用产生的频率转换特性，对于目标探测具有重要的意义。频率上转换回波信号具有强度弱、脉冲展宽、有相移等特性。根据这种回波特性，论文以 PIN光电二极管为探测器件，采用锁定放大技术进行回波信号检测。通过前置放大电路、交流信号放大电路完成回波信号的转换放大，运用相敏检波器实现回波信号提取，并搭建了回波探测系统。实验测试表明，基于锁定放大器的探测系统能够抑制杂波信号，从强噪声背景中提取有效回波信号，针对探测系统前方 1.5 m处的探测靶标，系统的输出信噪比为 16.9 dB。