[發明專利]圓偏振激光載波多路通訊系統

有效

• 申請號: 201310213370.9
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103281149A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 劉紹錦;王志乾;耿天文;何鋒赟;劉暢;沈鋮武;李建榮;蔡盛;李冬寧
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: H04J14/00
• 分類號: H04J14/00;H04B10/40
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 南小平

技術領域

發明涉及一種圓偏振激光載波多路通訊系統，應用于空間激光載波通訊領域，也可應用于海底及光纖通信領域。

背景技術

激光載波通訊以其高傳輸速率、高隱蔽性等優點，逐漸成為現代主要的通訊方式。國內外針對激光載波通訊領域的發展開展了大量的研究工作，在取得了不少輝煌成果的同時，也碰到了更多的技術難題。例如，如何進一步提高激光載波通訊帶寬以滿足大容量數據通訊要求，如何減少大氣擾動對通訊鏈路的干擾以實現高可靠性通訊傳輸，以及如何提高接收端光能收集效率。這些都成為實現遠距離通訊所急需解決的瓶頸問題。

現有技術采用的激光載波通訊系統主要有以下幾種：

（1）非偏振光直接接收

這種方式由于其結構簡單，易于實現，所以其應用較為廣泛。采用這種方式進行激光載波通訊由于采用單路激光，在傳輸帶寬上受到限制。

（2）線偏振激光偏振接收

這種方式由于采用偏振分割的方式，使得通訊容量增加一倍，提高了傳輸帶寬。但是在接收端需要嚴格的方向對準，因此實現起來較為困難。

（3）圓偏振激光偏振接收

這種方式采用了偏振分割的方法，提高了通訊帶寬，同時在接收端不需要嚴格對準，因此逐漸成為理想的通訊方式。

上述方式中，在對通訊帶寬要求較高并且通訊距離較遠領域，采用圓偏振激光偏振接收的方式最為理想。然而現有的通訊技術中都采用非共軸發射和接收的方式，如圖1所示，這種方式采用同一激光作為載體，經過偏振分束鏡（PBS）分光后形成兩束偏振狀態不同的激光，兩束激光經過激光調制器調制形成通訊光載波，這兩束光經過1/4波片后發射到大氣信道中。由于分離出兩束非共軸激光，這兩束光很難保證嚴格的平行，在經過遠距離后發散角較大，很難穩定接收；另外，在接收端光束經過1/4波片及偏振片后采用光學聚焦直接接收，這種方式對于遠距離通訊而言，由于其傳輸距離遠，受大氣影響大，接收端光信號很不穩定，很難將光聚焦為一點，極大影響了光的接收穩定性。

發明內容

本發明為解決目前激光載波通訊中，線偏振激光偏振接收方式數據傳輸帶寬較低，以及現有圓偏振激光偏振接收方式經過大氣傳輸后光信號質量低的問題，提出圓偏振激光多路通訊系統。

本發明的技術方案是：

圓偏振激光載波多路通訊系統，包括激光發射部分和激光接收部分，激光發射部分由激光調制器A、激光調制器B、激光器A、激光器B和光載波復合器組成；激光接收部分由包括光載波分離器、接收器A、接收器B、激光解調器A和激光解調器B組成；

通訊電信號A和通訊電信號B為兩路獨立的數字通訊信號，分別進入激光調制器A和激光調制器B中，激光調制器A和激光調制器B對通訊電信號進行調制處理后，控制對應的激光器A和激光器B的光輸出，使之輸出通訊用的激光載波信號，完成電信號到光信號的轉變；

兩束激光發射到光載波復合器上，由光載波復合器將兩路獨立的激光光束進行復合及偏振轉換后發射到自由空間中；經過大氣介質傳輸后，通訊激光由光載波分離器進行接收及分束，根據不同的偏振態分離出兩束激光，分別傳輸給接收器A和接收器B，接收器A接收由激光器A發射的那束激光，經過激光解調器A解碼出通訊電信號；接收器B接收由激光器B發射的那束激光，經過激光解調器B解碼出通訊電信號。

本發明的有益效果：本發明主要采用偏振光作為通訊信息載體，通過偏振分束的方式進行多路傳輸，從而提高激光載波通訊帶寬。另外，通過組合使用偏振鏡和1/4波片，得到通訊用的圓偏振激光，而圓偏振激光相對于線偏振激光在遠距離傳輸過程中更不容易受到大氣擾動的影響，能夠減小通訊激光衰減及退偏，提高通訊信道的可靠性。接收端采用光纖陣列的方式進行接收，將整個光接收面的能量全部接收，匯集到光電接收器上，極大的提高了接收端能量收集。

附圖說明

圖1為現有技術采用非共軸發射和接收的通訊系統示意圖。

圖2為本發明圓偏振激光載波多路通訊系統組成框圖。

圖3為本發明系統中激光發射部分示意圖。

圖4為發明系統中光載波復合部分光路示意圖。

圖5為發明系統中激光接收部分示意圖。

圖6為發明系統中光載波分離部分光路示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。