[發明專利]一種高速的單光源雙向自由空間激光通信系統

有效

• 申請號: 201611024044.3
• 申請日: 2016-11-14
• 公開（公告）號: CN106656325B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 高士明;王曉燕;馮湘蓮;王天樞
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04B10/11
• 分類號: H04B10/11;H04B10/50;H04B10/40
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種高速的單光源雙向自由空間激光通信系統，包括基站和終端，其特征在于：

基站包括激光器(1)、第一偏振控制器(2)、第一信號源(3)、電光調制器(4)、光環形器(5)、第一空間-光纖耦合裝置(6)、第一光學天線(7)和第一接收模塊(13)，激光器(1)經第一偏振控制器(2)和電光調制器(4)的光輸入端通過光纖連接，電光調制器(4)的電輸入端與第一信號源(3)通過電纜連接，電光調制器(4)輸出端經光環形器(5)和第一空間-光纖耦合裝置(6)通過光纖連接，光環形器(5)和第一接收模塊(13)通過光纖連接，第一空間-光纖耦合裝置(6)和第一光學天線(7)通過空間光耦合連接；

終端包括第二光學天線(8)、第二空間-光纖耦合裝置(9)、光耦合器(10)、第二信號源(11)、反射式半導體光放大器(12)和第二接收模塊(14)，第二光學天線(8)和第二空間-光纖耦合裝置(9)通過空間光耦合連接，光耦合器(10)分別與第二空間-光纖耦合裝置(9)、反射式半導體光放大器(12)和第二接收模塊(14)通過光纖連接，反射式半導體光放大器(12)的電輸入端和第二信號源(11)通過電纜連接；

所述基站的激光器(1)發出的光信號經第一偏振控制器(2)偏振調節后輸入到電光調制器(4)中，電光調制器(4)將第一信號源(3)的數字信號加載調制到光信號上，然后經光環形器(5)傳輸到第一空間-光纖耦合裝置(6)，經第一空間-光纖耦合裝置(6)耦合成自由空間光后由第一光學天線(7)正向射出；

所述終端的第二光學天線(8)接收到來自第一光學天線(7)的光信號后，經第二空間-光纖耦合裝置(9)耦合入射到光耦合器(10)中，光耦合器(10)接收的一部分光信號由第二接收模塊(14)探測接收，得到下行信號數據；光耦合器(10)接收的另一部分光信號入射到反射式半導體光放大器(12)中，光信號經反射式半導體光放大器(12)擦除再調制、放大并反射回光耦合器(10)，再經第二空間-光纖耦合裝置(9)耦合回自由光空間，最后由第二光學天線(8)逆向回射，回射的光信號依次由第一光學天線(7)接收并耦合回第一空間-光纖耦合裝置(6)，再經過光環形器(5)從其逆向輸出端輸出到第一接收模塊(13)探測接收，得到上行信號數據；

所述反射式半導體光放大器(12)通過飽和放大將接收到的光信號原有幅值調制信息擦除，將第二信號源(11)發出的電信號調制到擦除后的光信號上，再放大后反射回空間-光纖耦合裝置。

2.根據權利要求1所述的一種高速的單光源雙向自由空間激光通信系統，其特征在于：所述下行信號的傳輸格式和傳輸速率由電光調制器(4)的調制類型和最高調制速率決定，其中傳輸格式根據電光調制器(4)的調制類型可為開關鍵控信號或差分相移鍵控信號，傳輸速率可達吉比特/秒；所述上行信號的傳輸速率由反射式半導體光放大器(12)的最高調制速率決定，傳輸格式為開關鍵控信號，傳輸速率可達吉比特/秒。

3.根據權利要求2所述的一種高速的單光源雙向自由空間激光通信系統，其特征在于：所述下行信號的傳輸速率大于所述上行信號的傳輸速率。

4.根據權利要求1所述的一種高速的單光源雙向自由空間激光通信系統，其特征在于：所述的第一接收模塊(13)采用光電探測器(15)。

5.根據權利要求1所述的一種高速的單光源雙向自由空間激光通信系統，其特征在于：所述的第二接收模塊(14)由電光調制器(4)調制類型決定：

若電光調制器(4)調制類型為開關鍵控信號，則第二接收模塊(14)采用光電探測器(15)；

若電光調制器(4)調制類型為差分相移鍵控信號，則第二接收模塊(14)主要由第二偏振控制器(16)、相位編碼信號解調器(17)和光電探測器(15)構成，光耦合器(10)輸出端依次經第二偏振控制器(16)、相位編碼信號解調器(17)后與光電探測器(15)連接，光耦合器(10)輸出的信號經第二偏振控制器(16)后，再經相位編碼信號解調器(17)解調后輸入到光電探測器(15)接收。