[發明專利]一種典型天氣條件下自由空間光通信傳輸模擬實驗裝置及其使用方法

在審

• 申請號: 202010530509.2
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111627305A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 王少勃;韓雪峰;葛明達;崔繼承;臧延哲;程雪
• 申請（專利權）人: 長春國科醫工科技發展有限公司;美特國科儀器(長春)有限公司
• 主分類號: G09B23/22
• 分類號: G09B23/22
• 代理公司: 吉林省長春市新時代專利商標代理有限公司 22204
• 代理人: 高晶

1.一種典型天氣條件下自由空間光通信傳輸模擬實驗裝置，其特征在于，包括：實驗測試箱、第一反射鏡鏡列、第二反射鏡鏡列、入射反射鏡、激光入射擴束鏡、聚光鏡、光功率計、激光發生器、風扇、氣溶膠發生器、加濕機、粒徑譜儀和溫濕度計；

所述實驗測試箱包括底板、箱體和箱蓋，所述底板的兩側分別設置有第一安裝板和第二安裝板，所述第一反射鏡鏡列安裝在所述第一安裝板上，所述第二反射鏡鏡列安裝在所述第二安裝板上，所述入射反射鏡設置在所述第二反射鏡鏡列的一端的前側，所述入射反射鏡通過Z軸調整平臺安裝在所述第二安裝板上，所述激光入射擴束鏡安裝在所述入射反射鏡對應的所述箱體上，用于將所述激光發生器發射的激光光源準直、擴束，所述聚光鏡設置在所述第二反射鏡鏡列另一端的斜后側，所述光功率計設置在所述聚光鏡的正后方，所述聚光鏡和所述光功率計分別通過XYZ三軸調整平臺Ⅰ和XYZ三軸調整平臺Ⅱ安裝在所述第二安裝板上，所述箱體挨著所述激光入射擴束鏡的位置依次設置有風扇接入口、加濕機接入口、氣溶膠發生器接入口、粒徑譜儀接入口和溫濕度計接入口，所述風扇、所述加濕機和所述氣溶膠發生器分別通過管道分別與的所述風扇接入口、所述加濕機接入口和所述氣溶膠發生器接入口連接，所述粒徑譜儀和所述溫濕度計的探頭通過所述粒徑譜儀接入口和所述溫濕度計接入口深入到所述實驗測試箱內部。

2.根據權利要求1所述的一種典型天氣條件下自由空間光通信傳輸模擬實驗裝置，其特征在于：所述第一反射鏡鏡列包括第一反射鏡鏡架，安裝在所述第一反射鏡鏡架上的多片反射鏡陣列Ⅰ和用于固定所述反射鏡陣列Ⅰ的反射鏡壓板陣列Ⅰ，所述第一反射鏡鏡鏡架的一端對應所述聚光鏡的位置處安裝有出射反射鏡架，所述出射反射鏡架上安裝有出射反射鏡，并通過所述反射鏡壓板陣列Ⅰ固定，所述出射反射鏡用于將待測激光反射到所述聚光鏡上；所述第二反射鏡鏡列包括第二反射鏡鏡架，安裝在所述第二反射鏡鏡架的反射鏡陣列Ⅱ和用于固定所述反射鏡陣列Ⅱ的反射鏡壓板陣列Ⅱ；所述反射鏡陣列Ⅰ和所述反射鏡陣列Ⅱ都是由至少一片反射鏡組成，對應的所述反射鏡壓板陣列Ⅰ和所述反射鏡壓板陣列Ⅱ都是有至少一片反射鏡壓板組成。

3.根據權利要求1所述的一種典型天氣條件下自由空間光通信傳輸模擬實驗裝置，其特征在于：所述入射反射鏡為非球面鏡、透鏡組或棱鏡。

4.根據權利要求2所述的一種典型天氣條件下自由空間光通信傳輸模擬實驗裝置，其特征在于：組成所述反射鏡陣列Ⅰ和所述反射鏡陣列Ⅱ的每一片反射鏡的背面都貼有彈性墊片，用于通過調整組成所述反射鏡壓板陣列Ⅰ和所述反射鏡壓板陣列Ⅱ的反射鏡壓板的螺栓鎖緊力調整反射鏡的俯仰度，進而控制激光光束的反射次數和反射方向。

5.根據權利要求2所述的一種典型天氣條件下自由空間光通信傳輸模擬實驗裝置，其特征在于：所述反射鏡陣列Ⅰ、所述反射鏡陣列Ⅱ的反射鏡和出射反射鏡能夠根據實驗需求更換不同反射率的反射鏡。

6.根據權利要求1-5任一項所述的一種典型天氣條件下自由空間光通信傳輸模擬實驗裝置的使用方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將實現測試箱箱蓋打開，將風扇、氣溶膠發生器和加濕機通過管道分別與風扇接入口、氣溶膠發生器接入口、加濕機接入口連接，將粒徑譜儀和溫濕度計連接到粒徑譜儀接入口和溫濕度計接入口上，激光發生器對準激光入射擴束鏡；

(2)打開激光發生器，分別調整入射反射鏡、第一反射鏡鏡列、第二反射鏡鏡列、出射反射鏡、激光入射擴束鏡、聚光鏡和光功率計的角度，使激光發射器發出的激光光束能在實驗測試箱內來回反射傳輸，最后被聚光鏡聚焦在光功率計上，關閉激光發生器；

(3)將箱蓋蓋上，重新啟動激光發生器，記錄實驗測試箱內為空氣時光功率計接收的激光能量值，作為初始值W₀，關閉激光發生器；

(4)根據實驗條件需求，打開加濕機或者氣溶膠發生器，或者同時打開，然后打開風扇，將水霧或氣溶膠快速吹入試驗測試箱內，打開粒徑譜儀，待粒徑譜儀測試數值穩定后，再次打開激光發生器，記錄同一時刻實驗測試箱內的溫度、濕度和光功率計接收的激光能量值W₁；

(5)計算激光透過率T，計算公式為T＝W₁/W₀；

(6)同樣的實驗條件和環境反復進行實驗至少五次，驗證實驗的穩定性的準確性，并取透過率T的平均值作為最終的實驗結果。