[發(fā)明專利]基于柱矢量光束(CVB)的通信復(fù)用系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910257730.2
• 申請(qǐng)日: 2019-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN110149150B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷霆;吳聰;方浚丞;袁小聰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市深光谷科技有限公司
• 主分類號(hào): H04B10/50
• 分類號(hào): H04B10/50;H04B10/516;H04B10/291;H04J14/00;G02B6/02;G02B1/00;G02B6/293
• 代理公司: 深圳中細(xì)軟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44528
• 代理人: 安秀梅

1.一種基于柱矢量光束(CVB)的通信復(fù)用系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：激光器、信息編碼模塊、分束模塊、CVB生成模塊、復(fù)用模塊、光子晶體光纖傳輸模塊；

所述激光器用于產(chǎn)生激光束；

所述信息編碼模塊用于對(duì)所述激光束進(jìn)行編碼，得到攜帶有信息的激光束；

所述分束模塊用于將攜帶有信息的激光束分為多路光束，每一路光束對(duì)應(yīng)一個(gè)通道；

所述CVB生成模塊用于將多路光束分別轉(zhuǎn)換為不同階的柱矢量光束；

所述復(fù)用模塊用于將多路不同階的柱矢量光束合成同軸柱矢量光束；

所述光子晶體光纖傳輸模塊用于將所述同軸柱矢量光束聚焦耦合到光子晶體光纖內(nèi)部進(jìn)行傳輸；

所述CVB生成模塊包括多路通道，每個(gè)通道中包含不同的渦旋玻片，所述渦旋玻片用于將通道中的激光束轉(zhuǎn)換為柱矢量光束，不同渦旋玻片對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換成不同階的柱矢量光束；

所述光子晶體光纖傳輸模塊包括

第一物鏡和光子晶體光纖；

所述第一物鏡用于將接收到的所述同軸柱矢量光束聚焦耦合到所述光子晶體光纖內(nèi)部；

所述光子晶體光纖用于傳輸包含有多階柱矢量光束的同軸柱矢量光束，所述光子晶體光纖包括光子帶隙型光子晶體光纖，光纖包層由空氣孔按類似于蜂窩的結(jié)構(gòu)周期性排列形成，在芯子位置的一個(gè)蜂窩單元中心處加一個(gè)小空氣孔。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分束模塊包括：第一耦合器、第一摻鉺光纖放大器、第二摻鉺光纖放大器、第二耦合器和第三耦合器；

所述第一耦合器用于將攜帶有信息的激光束分為兩路光束，其中一路光束經(jīng)過所述第一摻鉺光纖放大器進(jìn)行光束放大，然后經(jīng)過所述第二耦合器分為兩個(gè)子路光束；

另一路光束經(jīng)過所述第二摻鉺光纖放大器進(jìn)行光束放大，然后經(jīng)過所述第三耦合器分為兩個(gè)子路光束。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述復(fù)用模塊包括：多個(gè)分束器；所述分束器用于將多路不同階的柱矢量光束組合成同軸柱矢量光束。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括：調(diào)整模塊，所述調(diào)整模塊包括：偏振控制器和準(zhǔn)直器，每一通道都對(duì)應(yīng)有一個(gè)偏振控制器和準(zhǔn)直器；

所述偏振控制器用于調(diào)整相應(yīng)通道中的光束的偏振；

所述準(zhǔn)直器用于將所述調(diào)整后的光束轉(zhuǎn)換為平行光束。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括：解復(fù)用模塊，所述解復(fù)用模塊包括：第二物鏡和渦旋玻片；

所述第二物鏡用于對(duì)所述光子晶體光纖輸出的光束進(jìn)行發(fā)散傳輸?shù)剿鰷u旋玻片；

所述渦旋玻片用于對(duì)包含有多階柱矢量的光束進(jìn)行解復(fù)用。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括：驗(yàn)證模塊，所述驗(yàn)證模塊包括：聚焦透鏡和CCD相機(jī)；

所述聚焦透鏡用于將解復(fù)用之后的光束聚焦到CCD相機(jī)；

所述CCD相機(jī)用于監(jiān)測(cè)輸出的光束的偏振狀態(tài)變化。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述驗(yàn)證模塊還包括：可變光衰減器、第三摻鉺光纖放大器、帶通濾波器、光電探測(cè)器和可編程誤差檢測(cè)器；

所述可變光衰減器用于通過改變不同光束強(qiáng)度來獲取在不同光束強(qiáng)度下的誤比特率；

所述第三摻鉺光纖放大器用于對(duì)光束進(jìn)行放大，所述帶通濾波器用于濾波噪聲；

所述光電探測(cè)器用于將光束轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳輸給所述可編程誤差檢測(cè)器；

所述可編程誤差檢測(cè)器用于檢測(cè)所述激光束中攜帶的信息的誤差率。

8.一種基于柱矢量光束(CVB)的通信復(fù)用方法，應(yīng)用于如權(quán)利要求1-7中任一所述基于柱矢量光束(CVB)的通信復(fù)用系統(tǒng)，其特征在于，所述方法包括：

所述激光器將產(chǎn)生的激光束發(fā)送給所述信息編碼模塊；

所述信息編碼模塊對(duì)所述激光束進(jìn)行編碼，得到攜帶有信息的激光束，將所述攜帶有信息的激光束發(fā)送給所述分束模塊；

所述分束模塊將攜帶有信息的激光束分為多路光束，傳輸給所述CVB生成模塊；

所述CVB生成模塊將所述多路光束分別轉(zhuǎn)換為不同階的柱矢量光束，將多路所述不同階的柱矢量光束傳輸給所述復(fù)用模塊；

所述復(fù)用模塊將多路不同階的柱矢量光束合成同軸柱矢量光束，然后將所述同軸柱矢量光束傳遞給所述光子晶體光纖傳輸模塊；

所述光子晶體光纖傳輸模塊將所述同軸柱矢量光束聚焦耦合到光子晶體光纖內(nèi)部進(jìn)行傳輸。