本文介绍了使用可调声光移频器实现多个光纤放大器相干合成的方案。方案先对参与合成的各信号光束进行移频调制，然后在电路上采用解调方法分离出各信号光束与参考光束的相位误差，反馈给压控振荡器，从而实现相位闭环。与其它相干合成方案相比，该方案最大的优点是对参与相干合成的各路光功率限制小，容易增加参与相干合成的光束数目，易于实现大功率相干合成。

种子光源（Master Oscillator）的输出光束经保偏光纤分束器分为多路，包括一路参考光束和多路信号光束，参考光与信号光之间要求光程匹配，保证匹配范围在主振荡激光器的相干长度范围内，参考光束光路中设置一保偏光纤声光移频器，每路信号光路中各设置一光纤电光相位调制器（PM）以及一个光纤放大器，每一路光纤放大器的输出端各用一保偏光纤准直器对其输出进行准直。用分光镜对每一路信号光取样并和参考光束干涉产生一外差的拍频信号，拍频信号中含有相位的信息，系统中的相位探测与控制电路可以实时探测每一路的相位变化，并将得到的误差电压作用于相位调制器，从而将系统中的各路信号光稳定于同一静态工作点上，达到相干合成的目的。上述方案中为了获得大功率相干合成，大都在信号光路中采用多级放大的方式，其原因在于前端普遍采用的电光相位调制器损伤阈值低，限制了每一路的种子激光功率，从而限制了大功率相干合成。由于声光移频器的损伤阈值较高，可以提高每一路种子激光功率，更易于实现大功率相干合成。

基于多抖动相位控制方法和外差法，本文提出了两种使用声光移频器实现相干合成的方案。方案(一)如图1所示：

图1可调声光移频器MOPA方案原理图(一)

种子光源（Master Oscillator）输出激光经偏振光纤分束器分成若干路，包括一路参考光和多路信号光，信号光经过可调声光移频器AO（压控振荡器RF驱动）后经光纤放大器进行功率放大，同时使用分光镜（Beam sampler）分出一小部分光进行相位误差检测，该部分光经光电探测器（PD）转化为电信号，通过解调电路（解调信号频率与RF驱动频率相同）分离出每一路信号光与参考光束之间的相位误差信号，作为控制信号经压控振荡器反馈给声光移频器，这里的声光移频器不仅起到调制作用，还起到控制光相位的作用，最终实现各光束的相干合成。此方案的优点在于电信号处理电路较为简单，每路光电信号处理电路相同，易于实现多光束相干合成。不足之处在于需要额外的参考光束，且要求参考光束具有较高能量和较大光束半径，以实现和其它所有光束的合成，另外需要多个探测器，对光纤准直器和光电探测器阵列的排列精度也有较高要求，使实验光路较为复杂。

方案(二)如图2所示：

图2可调声光移频器MOPA方案原理图(二)

种子源输出激光被分为若干路，分别使用不同移频量的声光移频器对各路光束进行移频（其中有一路可不进行移频），然后通过光纤放大器后进行功率放大。在放大后的各光束中分出一小部分进行合成，通过光电探测器转化为电信号，再通过解调电路分离出各路光束间的相位误差，作为控制信号经压控振荡器反馈给声光移频器，实现相干合成。该方案的优点在于使用单个探测器，无需额外参考光束，实验光路较为简单。不足之处在于电信号处理电路较为复杂。

简要的反馈控制回路如图3所示。

图3反馈控制回路

控制电路总体设计方案如图4所示，系统主要分为以下几个模块：探测器输出信号转换模块（A）、误差信号解调模块（B）、本振信号模块（C）、控制信号处理模块（D）以及压控振荡器模块（E）。探测器输出信号的转换模块是将光电探测器输出的电流信号转换为乘法器要求的电压信号。误差信号解调模块是将探测器输出的某路相位误差信号解调出来，包括高频滤波电路、乘法器电路以及低通滤波电路。本振信号模块用于为解调电路提供稳定的本振信号，实现相位误差解调。控制信号是将解调出来的相位控制信号和压控振荡器（VCO）的静态工作偏置电压作用到压控振荡器上，进而作用到声光移频器上。

图4控制电路总体设计方案

来自《大功率相位调制器的性能测试及其在相干合成中的应用》