[發明專利]用于自由空間光通信的光環形器

有效

• 申請號: 201780062994.1
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN109844679B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: C.王
• 申請（專利權）人: X開發有限責任公司
• 主分類號: G02B6/26
• 分類號: G02B6/26;G02B6/24;G06E3/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 金玉潔

自由空間光通信系統使用光環行器以無色的方式發送和接收光信號。該系統安裝光環行器，其中在端口1處有單模(SM)光纖，在端口2處有雙包層(DC)光纖，在端口3處有多模(MM)光纖。該系統將第一光信號注入到SM光纖的纖芯中。然后，該系統使用光環行器，將端口1處的第一光信號經由端口2路由到DC光纖的SM纖芯中。此外，該系統將第二光信號注入DC光纖的第一包層中。然后，該系統使用光環行器，將端口2處的第二光信號經由端口3路由到MM光纖中。

相關申請的交叉引用

本申請是2016年10月11日提交的美國專利申請第15/290，153號的延續，其公開內容通過引用結合于此。

背景技術

自由空間光通信(free space optical communication，FSOC)鏈路用于通過終端之間的自由空間發送信息。光發射器和光接收器被對準，以便為待發送和待接收的數據建立視線連接。通常，使用諸如光纖放大器的光纖組件。因此，必須在分離(例如，相當遠距離)的兩個光纖末梢之間建立光學對準。在這樣的FSOC系統中，可以要求從單模(single mode，SM)光纖發送光束，使得光信號能夠以高斯光束傳播，以確保在遠端的聚焦性。可以要求高度的指向準確性以確保光束將被接收。

發明內容

提供了一種方法和系統，以用于以無色的方式在SM光纖中發送光信號，并且在多模(multimode，MM)光纖中接收光信號。光束可以被接收到具有比SM光纖更大直徑的MM光纖中，以使得在視線仍然建立的同時可以放寬指向準確性。此外，發送光學器件和接收光學器件是無色的。因此，(多個)發送波長和接收波長不需要預先確定。就這點而言，網絡具有重新配置波長分配的靈活性，并且光學器件不需要在自由空間中對準。

系統可以包括具有第一端口、第二端口和第三端口的光環行器。第一光纖耦合到光環行器的第一端口，第二光纖耦合到光環行器的第二端口，并且第三光纖耦合到光環行器的第三端口。光環行器適用于在耦合光纖中的至少兩條耦合光纖之間路由光信號。例如，第一光纖可以是SM光纖，第二光纖可以是DC(double clad，雙包層)光纖，并且第三光纖可以是MM光纖。光環行器可以適用于將光信號從SM光纖路由到DC光纖，并且還可以適用于將光信號從DC光纖路由到MM光纖。DC光纖可以被配置為通過自由空間發送和接收光信號，并且可以被耦合到用于接收光信號的準直器。在一些示例中，一個或多個發射器被耦合到SM光纖，并且一個或多個接收器被耦合到MM光纖，其中系統被配置為使用第一信道發送光信號，并且同時使用第二信道接收光信號。一個或多個發射器可以包括可調諧發射器，或者它們可以被輸入到單模波分復用器。可調諧濾波器可以被耦合在MM光纖和一個或多個接收器之間。一個或多個接收器可以包括通過多模波分復用器耦合到MM光纖的多個接收器。該系統可能對波長不敏感，并且需要預先確定波長以用于與其他FSOC系統通信。

本公開的另一方面提供了一種平臺，包括一個或多個FSOC系統，每個FSOC系統包括具有第一端口、第二端口和第三端口的光環行器，其中光環行器對波長不敏感，單模光纖被耦合到光環行器的第一端口，雙包層光纖被耦合到光環行器的第二端口，并且多模光纖被耦合到光環行器的第三端口，其中光環行器適用于將光信號從單模光纖路由到雙包層光纖，并且其中光環行器還適用于將光信號從雙包層光纖路由到多模光纖。該平臺可以是，例如移動平臺。該平臺還可以包括與控制系統通信的控制單元，該控制單元可以適用于調整平臺的位置和/或提供指令，該指令識別哪個信道用于發送光信號和哪個信道用于接收光信號。