[發(fā)明專利]波長(zhǎng)快速可調(diào)諧的空間激光通信終端

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810709015.3
• 申請(qǐng)日: 2018-07-02
• 公開（公告）號(hào): CN108768516A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 殷杰;董濤;趙航
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京衛(wèi)星信息工程研究所
• 主分類號(hào): H04B10/11
• 分類號(hào): H04B10/11;H04B10/50;H04B10/564;H04B10/572
• 代理公司: 北京善任知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11650
• 代理人: 王大方;高杰

本發(fā)明提出一種波長(zhǎng)快速可調(diào)諧的空間激光通信終端，包括：控制單元、激光器控制驅(qū)動(dòng)、可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器、調(diào)制/解調(diào)模塊、光放大器、準(zhǔn)直器、分束器、指向?qū)?zhǔn)系統(tǒng)、望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)、可調(diào)諧濾波器、聚焦透鏡、光電探測(cè)模塊。作為信號(hào)發(fā)射端時(shí)，控制單元發(fā)出的指令通過激光器控制驅(qū)動(dòng)對(duì)可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的輸出功率和波長(zhǎng)進(jìn)行控制，輸出光經(jīng)調(diào)制/解調(diào)模塊被加載上電調(diào)制信號(hào)，及調(diào)制/解調(diào)模塊輸出的調(diào)制信號(hào)經(jīng)光放大器放大之后通過準(zhǔn)直器以平行光出射，經(jīng)過分束器分束到達(dá)指向?qū)?zhǔn)系統(tǒng)后由望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)發(fā)射到自由空間。本發(fā)明采用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器作為光源，可以實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)的精確調(diào)諧和快速切換，提升了空間激光通信鏈路的動(dòng)態(tài)配置能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于空間激光通信領(lǐng)域，涉及一種波長(zhǎng)快速可調(diào)諧的空間激光通信終端。

背景技術(shù)

相比于其它空間通信手段，激光通信技術(shù)具有通信容量大、數(shù)據(jù)傳輸速率高、收發(fā)系統(tǒng)體積小以及抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。隨著激光通信技術(shù)和空間光網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，空間激光通信終端需要具備波長(zhǎng)可調(diào)諧和快速切換的能力，以提升整個(gè)空間光通信鏈路的動(dòng)態(tài)配置能力，提高全網(wǎng)工作的靈活性和可靠性。因此，基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的一種波長(zhǎng)快速可調(diào)諧的空間激光通信終端被提出來。

目前關(guān)于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器本身的研究比較多，但是將其應(yīng)用于空間激光通信的研究比較少。現(xiàn)有空間激光通信終端一般采用兩個(gè)或多個(gè)分立的激光器作為發(fā)射光源，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)間的切換通信。專利“一種空間激光通信組網(wǎng)的收發(fā)終端及運(yùn)行方法”(CN201611247083.X)公開了一種配有雙波長(zhǎng)激光信號(hào)源和窄帶探測(cè)器的光通信終端，可自動(dòng)識(shí)別接收光波長(zhǎng)，從而選擇與接收光波長(zhǎng)不同的發(fā)射光波長(zhǎng)。由于該終端采用的是兩個(gè)獨(dú)立的激光信號(hào)源，只能在兩個(gè)發(fā)射波長(zhǎng)之間進(jìn)行切換，因此波長(zhǎng)靈活性差，切換速度較慢。專利“光通信終端”(CN201580022488.0)公開了一種可工作在兩個(gè)互補(bǔ)模式的光通信終端，在一個(gè)模式中，可發(fā)射第一波長(zhǎng)的光并接收第二波長(zhǎng)的光，在另一模式中，可發(fā)射第二波長(zhǎng)的光并接收第一波長(zhǎng)的光。由于需要兩對(duì)空間上分立的發(fā)射器/檢測(cè)器，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度，靈活性較差。

采用空間分立的兩個(gè)或多個(gè)激光器作為光源，只能利用有限固定的幾個(gè)波長(zhǎng)通道，波長(zhǎng)調(diào)諧能力差、切換速度慢且系統(tǒng)復(fù)雜。在空間激光通信終端中，使用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器代替分立激光器或作為它們的備份光源可以解決上述不足，降低系統(tǒng)成本。通過國(guó)內(nèi)外專利和文獻(xiàn)檢索，未見有關(guān)于基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的波長(zhǎng)快速可調(diào)諧空間激光通信終端的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的課題是，提供一種波長(zhǎng)快速可調(diào)諧的空間激光通信終端，該激光通信終端可以解決空間激光通信終端波長(zhǎng)單一、靈活性差等缺點(diǎn)，使空間光網(wǎng)絡(luò)交換節(jié)點(diǎn)具備波長(zhǎng)路由和波長(zhǎng)可重構(gòu)等功能。

用于解決課題的技術(shù)手段是，本發(fā)明提出一種波長(zhǎng)快速可調(diào)諧的空間激光通信終端，包括：控制單元、激光器控制驅(qū)動(dòng)、可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器、調(diào)制/解調(diào)模塊、光放大器、準(zhǔn)直器、分束器、指向?qū)?zhǔn)系統(tǒng)、望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)、可調(diào)諧濾波器、聚焦透鏡、光電探測(cè)模塊；所述終端作為信號(hào)發(fā)射端時(shí)，控制單元發(fā)出的指令通過激光器控制驅(qū)動(dòng)對(duì)可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的輸出功率和波長(zhǎng)進(jìn)行控制，可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的輸出光經(jīng)調(diào)制/解調(diào)模塊被加載上電調(diào)制信號(hào)，及調(diào)制/解調(diào)模塊輸出的調(diào)制信號(hào)經(jīng)光放大器放大之后通過準(zhǔn)直器以平行光出射，經(jīng)過分束器分束到達(dá)指向?qū)?zhǔn)系統(tǒng)后由望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)發(fā)射到自由空間；所述終端作為信號(hào)接收端時(shí)，控制單元通過伺服驅(qū)動(dòng)調(diào)整指向?qū)?zhǔn)系統(tǒng)內(nèi)置反射鏡的角度和位置，使光束發(fā)生偏轉(zhuǎn)并且搜尋和對(duì)準(zhǔn)通信目標(biāo)；所述通信目標(biāo)發(fā)射的反饋光信號(hào)經(jīng)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)、指向?qū)?zhǔn)系統(tǒng)和分束鏡到達(dá)可調(diào)諧濾波器，可調(diào)諧濾波器的中心頻率根據(jù)不同的通信波長(zhǎng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，并且通過可調(diào)諧濾波器輸出的光信號(hào)經(jīng)聚焦透鏡匯聚到光電探測(cè)模塊進(jìn)行探測(cè)，由光電探測(cè)模塊將光信號(hào)轉(zhuǎn)變電信號(hào)并經(jīng)過調(diào)制/解調(diào)模塊解調(diào)后到達(dá)控制單元。