[發明專利]一種基于焦平面失調的貓眼逆向調制器

有效

• 申請號: 201711376041.0
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108306679B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 張來線;孫華燕;郭惠超;趙延仲;樊桂花;梁丹華;任建迎;張天齊;張廷華;張懷利
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰略支援部隊航天工程大學
• 主分類號: H04B10/11
• 分類號: H04B10/11;H04B10/516
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李微微;仇蕾安

本發明公開了一種基于焦平面失調的貓眼逆向調制器,過焦平面失調對光束反射方向的偏轉控制逆向反射光強變化實現信號調制，可實現模擬調制、數字調制等多種調制模式，具有適用性強、擴展性強，可滿足不同的信息傳輸需求；通過利用可在焦平面產生失調量的器件與反射鏡結合構建空間光調制器，可對多種波長激光產生調制，具有成本低、可擴展性強的優點；該貓眼逆向調制器具有廣泛的應用前景，可廣泛應用于需要被動信息收集和組網光通信的領域，具有體積小、功耗低、適用性強、成本低等優點可與多個自由空間激光主動通信終端建立貓眼逆向調制光通信鏈路，具有功耗低、體積小、系統輕便等優點，實現組網光通信。

技術領域

本發明屬于自由空間激光通信技術領域，具體涉及一種基于焦平面失調的貓眼逆向調制器。

背景技術

逆向調制自由空間激光通信系統有效解決了傳統自由空間激光通信系統瞄準捕獲跟蹤的難題，使得自由空間激光通信系統動平臺應用成為現實，其中貓眼逆向調制器利用貓眼效應與位于焦平面處的空間光調制器結合，可以實現小面積空間光調制器與大口徑貓眼光學系統匹配，從而可以利用大口徑貓眼光學系統接收入射光束的同時利用小面積空間光調制器實現高速調制。目前國內外關于貓眼逆向調制自由空間激光通信技術高度關注，美國海軍研究室等開展了基于多量子阱空間光調制器的貓眼逆向調制器研究，并實現了40Mbps的通信速率，但是多量子阱空間光調制器價格高昂，插入損耗大，且對通信波長的選擇極為苛刻，不利于廣泛使用。國內關于逆向調制激光通信的研究多集中在系統構建，長春理工大學采用光纖環形器、光纖放大器、DPSK調制器和貓眼光學系統構成的貓眼逆向調制器，該調制器不能保證調制后的光經光纖后的方向原路返回，不能發揮逆向調制終端的優勢。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種基于焦平面失調的貓眼逆向調制器,可解決現有貓眼逆向調制器采用多量子阱空間光調制器調制器成本太高，插入損耗大，不利于廣泛使用，采用DPSK調制器構成的貓眼逆向調制器方向不可控，不能發揮逆向調制器的優勢的缺點。

一種基于焦平面失調的貓眼逆向調制器，包括貓眼光學系統、反射式空間光調制器、光電探測器、分光鏡、調制器驅動以及信號處理與控制器；

所述貓眼光學系統接收入射激光光束；

所述分光鏡將貓眼光學系統接收來的光束分別聚焦于反射式空間光調制器的反射面和光電探測器上；

所述光電探測器位于貓眼光學系統的焦平面上，將聚焦的光信號進行光電轉換，并將轉換的電信號傳輸到信號處理與控制器；

所述信號處理與控制器將接收到所述電信號進行處理，得到處理結果；并根據處理結果中要求發送的信息進行編碼傳輸給調制器驅動；

所述調制器驅動接收信號處理與控制器發送的編碼信號，產生隨編碼變化的驅動信號，且不通編碼的驅動信號不同，并將驅動信號傳輸給反射式空間光調制器；

所述反射式空間光調制器位于貓眼光學系統的焦平面上，接收調制器驅動產生的驅動信號，并根據驅動信號在與貓眼光學系統光軸垂直的方向產生隨驅動信號變化的偏轉，從而控制反射光方向產生與驅動信號對應的偏轉，使得通過貓眼光學系統原路反射的有效光束隨驅動信號發生變化，進而產生隨驅動信號變化的反射光強，實現調制。

進一步的，所述貓眼光學系統同時接收來自一個以上自由空間激光主動通信終端發射的不同方向的光束，并聚焦到光電探測器和反射式空間光調制器不同的區域上；所述信號處理與控制器接收光電探測器不同區域的電信號并得到處理結果；并根據各個處理結果中要求發送的信息分別進行編碼傳輸給調制器驅動；所述調制器驅動根據不同的編碼信息分別控制反射式空間光調制器對應區域的偏轉，完成調制。

較佳的，所述信號處理與控制器對所述信號進行模擬形式編碼，由此實現反射式空間光調制器對信號的模擬調制；或者對所述信號進行數字式編碼，由此實現反射式空間光調制器對信號的數字調制。