[發(fā)明專利]軌道角動(dòng)量空間光通信中抑制大氣湍流影響的系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610332504.2
• 申請(qǐng)日: 2016-05-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105827329B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊春勇;甘雨;徐創(chuàng);侯金;陳少平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南民族大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B10/50
• 分類號(hào): H04B10/50;H04B10/548;H04L27/20
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所42001
• 代理人: 黃瑞棠

1.一種軌道角動(dòng)量空間光通信中抑制大氣湍流影響的系統(tǒng)，其特征在于：

包括偏振分束器(10)、第1分束器(20)、第2分束器(30)、空間光調(diào)制器(40)、光學(xué)混頻器(50)和光電探測(cè)器(60)；

其連通關(guān)系是：

偏振分束器(10)分別與第1分束器(20)和第2分束器(30)連通；

第1分束器(20)、空間光調(diào)制器(40)、光學(xué)混頻器(50)和光電探測(cè)器(60)依次連通；

第2分束器(30)、光學(xué)混頻器(50)和光電探測(cè)器(60)依次連通；

所述的偏振分束器(10)是一種能夠使光束中偏振方向相互正交的兩部分分別射向不同方向的光學(xué)器件，將接收到的光束c2中偏振方向相互正交的第2探針光束(b2)與第2信號(hào)光束(a2)分離；

所述的空間光調(diào)制器(40)是一種施加信息量于二維光學(xué)數(shù)據(jù)場(chǎng)的器件，它可以空間地改變二維光場(chǎng)的相位、偏振和強(qiáng)度分布；

包括第1、2……M空間光調(diào)制器(41、42……4M)，M是正整數(shù)，1≤M≤50；

在光束e1、e2……eY的光場(chǎng)分布上附加上不同的螺旋相位因子，每一束光附加的螺旋相位因子等于第1信號(hào)光束(a1)中的一束OAM光的螺旋相位因子；

所述的光學(xué)混頻器(50)是一種將射入混頻器中的兩束光束分成仍由兩束光構(gòu)成的四組光束，并使四組光束中的兩束光的分別具有0°、90°、180°和270°的相位差的光學(xué)器件，一般用于配合光電探測(cè)器對(duì)光束進(jìn)行相干檢測(cè)；

包括第1、2……N光學(xué)混頻器(51、52……5N)，N是正整數(shù)，1≤N≤50；

第1、2……N光學(xué)混頻器分別將射入的兩束光束分成有不同相位差的四組光束，用于配合下一步的光電檢測(cè)；

信息發(fā)送端發(fā)射的光束應(yīng)包括一束不經(jīng)調(diào)制的高斯光束，稱為第1探針光束b1和另一束經(jīng)過(guò)多束OAM光復(fù)用而成的光束，稱為第1信號(hào)光束a1，光束a1中的各路OAM光束都經(jīng)過(guò)調(diào)制而攜帶上了信息，光束a1與光束b1中的OAM光束的偏振方向正交；光束a1和光束b1合束為光束c1，光束c1由發(fā)射端發(fā)出，經(jīng)過(guò)湍流大氣A后到達(dá)接收端，此時(shí)光束c1發(fā)生了畸變，畸變后的光束為c2；

在接收端，光束c2首先經(jīng)過(guò)偏振分束器(10)，光束中的探針光束與信號(hào)光束因偏振不同分為兩路，分離出的探針光束為第2探針光束b2，分離出的信號(hào)光束為第2信號(hào)光束a2；

由偏振分束器(10)分出的第2探針光束b2經(jīng)分束器(20)分為光束e1、e2……eY,分出的光束的數(shù)量與第2信號(hào)光束a2中攜帶信息的OAM光束的數(shù)量相同，同時(shí)第2信號(hào)光束a2也經(jīng)另一分束器(30)分為d1、d2……dX，分成的光束的數(shù)量也與第2信號(hào)光束a2中攜帶信息的OAM光束的數(shù)量相同；

光束e1、e2……eY分別通過(guò)第1、2……M空間光調(diào)制器(41、42……4M)，加載上不同的螺旋相位因子，每一束光附加的螺旋相位因子都分別等于第1信號(hào)光束a1中的一束OAM光的螺旋相位因子；

第2信號(hào)光束a2分出的光束d1、d2……dX分別與第2探針光束b2中分出的光束e1、e2……eY共同進(jìn)入第1、2……N光學(xué)混頻器(51、52……5N)，然后在第1、2……P光電探測(cè)器(61、62……6P)上發(fā)生干涉，產(chǎn)生光電流g1、g2……gW,W為正整數(shù)，1≤W≤50；每一路光電流可以解調(diào)得到一個(gè)信道中傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

2.按權(quán)利要求1所述的一種軌道角動(dòng)量空間光通信中抑制大氣湍流影響的系統(tǒng)，其特征在于：

所述的第1分束器(20)是一種將一束光平均分為射向不同方向的多束光的光學(xué)器件，將第2探針光束(b2)分為光束e1、e2……eY，Y為正整數(shù)，1≤Y≤50。

3.按權(quán)利要求1所述的一種軌道角動(dòng)量空間光通信中抑制大氣湍流影響的系統(tǒng)，其特征在于：

所述的第2分束器(30)是一種將一束光平均分為射向不同方向的多束光的光學(xué)器件，將第2信號(hào)光束(a2)分為光束d1、d2……dX，X為正整數(shù)，1≤X≤50。

4.按權(quán)利要求1所述的一種軌道角動(dòng)量空間光通信中抑制大氣湍流影響的系統(tǒng)，其特征在于：

所述的光電探測(cè)器(60)是一種將光轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的器件，

包括第1、2……P光電探測(cè)器(61、62……6P)，P是正整數(shù)，1≤P≤50；

將射入的四組光束轉(zhuǎn)變?yōu)樗穆冯娦盘?hào)，用于解調(diào)信息。