提高主瓣的能量集中度和抑制栅瓣问题是当前光纤激光相控阵技术面向应用的关键。文中从说明激光相控阵在技术上难以满足λ/2的阵元间隔, 由此导致诸多栅瓣产生的原因入手, 并考虑到目前常用不等间隔栅瓣抑制方法将导致相控阵口径增大的难题, 提出了一种将遗传算法引入到光纤激光相控阵阵元分布优化的设想。主要方法是从最大限度抑制栅瓣的角度提出一个与主瓣能量集中度和主瓣/旁瓣对比度相关的适应度函数; 将遗传算法中的特征参数与光纤激光相控阵的主要参数相对应; 然后以20路阵元/阵元间隔为3倍波长、50路阵元/阵元间隔为20倍波长两种线阵情况为例,分别仿真计算了传统的等间距阵元和不等间距阵元分布, 及遗传算法优化阵元分布三种情况, 得到的光纤激光相控阵远场能量分布、主瓣能量集中度和主瓣与最大栅瓣对比度, 并对其进行了比较。结果表明, 遗传算法较等间距、不等间距方法的主瓣能量集中度分别提高了9.69%、3.33%, 主瓣与第一栅瓣能量对比度分别提高了13.12%、9%。由此可预期基于遗传算法优化的相控阵有望在同等激光发射总功率下获得更远的作用距离。

借鉴微波相控阵雷达技术, 有的放矢加快探测型激光相控阵雷达的技术发展与应用, 从仿学微波相控阵雷达发射天线基础知识入手, 提出微波相控阵雷达发射天线与光纤激光相控阵发射天线可比较的部分技术参数; 分析了光纤激光相控阵发射天线的技术要点与潜在能力, 并立足现有研发水平对其系统功能与规模进行了预测; 尝试对光纤激光相控阵与微波相控阵天线的技术特点与面临主要问题进行了论述; 提出两者体系内互相配置, 不仅有助于提高微波相控阵雷达在复杂电磁环境下对中近程高速、隐身和多目标的探测、识别与定位能力; 同时也可适当减少激光相控阵对目标大范围区域搜索的压力的观点。

当前, 基于多光束相干合成的激光相控阵技术面临着实际湍流环境下远距离传输的应用需求和挑战, 需同时校正系统内部光源噪声和外部动态湍流像差, 并解决远距离传输光延迟和系统规模增大导致的有效带宽急剧下降的问题。现有的技术手段如目标在回路技术和延迟SPGD算法无法应对湍流带来的动态倾斜像差, 而这一点对在远场目标处获得高质量相干合成光束至关重要。文中介绍了中国科学院光电技术研究所在多孔径激光传输控制技术上的最新研究进展, 新技术实现了对光纤阵列激光出射光束倾斜像差的并行和高效校正, 并提出了基于主动波前测量的光纤激光阵列外部像差预补偿校正的方法, 为光纤激光相控阵技术的实际大气传输应用打下基础。

光纤激光相干合成是突破单路光纤激光功率极限和实现更高输出功率的有效技术方案，是传统高功率激光系统走向激光相控阵高功率光纤激光系统的重要基础。介绍了高功率光纤激光相干合成的系统结构，并指出了主要研究对象和关键技术；介绍和分析了光纤激光相干合成的国内外相关研究现状和发展趋势；分析了光纤激光相干合成面临的主要技术挑战。

为了满足超远程和高速空间激光通信的需求，设计了一种以1.06 μm光纤激光4支路相控阵作为发射源的通信系统结构。采用53 Mb/s、120 Mb/s、155 Mb/s速率调制的伪随机序列，实验了相控阵种子源和一条支路处调制的2种方案。结果表明: 相同速率下，种子源调制的接收眼图质量较好，通过相位控制，可以进一步提高接收质量。实验中，研究了2条支路光分别调制的相控阵多载波特性，调制信号采用5/5.08 MHz及20/40 MHz两组正弦波，经光束合成和相位控制，在接收端观测到相应的频域信号。实验初步验证了光纤激光相控阵空间通信系统的可行性。

半波电压是电光相位调制器的一个重要指标，针对现有半波电压测量方法存在的测量误差大、测量装置复杂等问题，提出了基于激光相控阵光束扫描原理的半波电压测量方法。通过理论分析，得到了远场主光束的偏移量和相位调制器半波电压的关系表达式。搭建了1×2全光纤激光相控阵光路，对铌酸锂波导相位调制器的半波电压进行了实验测量，改变相位调制器的加载电压，记录多幅远场光强分布图，通过求平均值减小测量误差，而且根据远场光强分布的变化得到了相位调制特性曲线。结果表明，该方法测量装置简单，不仅可以精确地测量半波电压，还可以对相位调制线性度进行分析，具有重要的工程应用价值。

提出采用光纤激光相控阵光源在深空通信中组成全光组网的新方法, 模拟了1.55 μm的光纤激光相控阵光源在深空通信中的远场相对光强图, 得到了通过改变阵元之间的相位控制扫描角度, 阵元数目为2×2, 波长为1.55 μm, 纤芯半径为10 μm, 阵元在间距80 μm时, 扫描角度为[±]0.990 9°, 发现了利用光纤激光相控阵光源在深空全光组网高速通信中具有动态角度可扫描优势。