[發(fā)明專利]一種空間光通信終端接收同軸度在線校準裝置及校準方法

有效

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• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN112636827B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設計）人: 劉杰;于思源;黎發(fā)志;陳彧龍;周子元
• 申請（專利權）人: 南京英田光學工程股份有限公司
• 主分類號: H04B10/112
• 分類號: H04B10/112;H04B17/21
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 許小莉

本發(fā)明提供一種空間光通信終端接收同軸度在線校準裝置及校準方法。本發(fā)明包括空間光通信終端、與空間光通信終端連接的上位機，所述空間光通信終端的收發(fā)光軸端與準直天線的出瞳光束對準，所述準直天線的入瞳端的一側(cè)設置有二維電控擺鏡，信號激光器和信標激光器通過同軸發(fā)射光纖發(fā)射兩束同軸的信號光與信標光到所述的二維電控擺鏡上，并通過所述二維電控擺鏡發(fā)射到準直天線中，所述二維電控擺鏡位于準直天線的焦面處。本發(fā)明解決現(xiàn)有了現(xiàn)有校準狀態(tài)受環(huán)境溫度、力學狀態(tài)變化影響大，無法進行在線測試的難題。

技術領域：

本發(fā)明涉及一種空間光通信終端接收同軸度在線校準裝置及校準方法，屬于光學測試設備技術領域。

背景技術：

由于空間光通信具有高速、大容量、高保密性以及強抗干擾等優(yōu)點，因此能夠很好的滿足未來天基綜合信息網(wǎng)的海量數(shù)據(jù)實時“安全傳輸”，相關研究已經(jīng)成為了一個熱門領域，今后5到10年將逐步實現(xiàn)廣泛應用。

空間光通信終端一般設置信標光和信號光兩種光源，在空間激光通信過程中，采用大探測接收視場的電荷耦合器件（CCD）進行信標光束捕獲和跟蹤；采用小探測接收視場的雪崩光電二極管（APD）進行信號光高速通信。在空間光通信終端研制過程中，要求光學裝調(diào)保證CCD探測中心與APD探測中心對應的入射光軸方向盡可能一致，以確保在信標光束跟蹤狀態(tài)下的信號光高效率接收。一般要求空間光通信終端具有信標光和信號光接收同軸度保持在1角秒以內(nèi)，而在空間光通信終端使用過程中，由于溫度、力學等環(huán)境變化，空間光通信終端的接收同軸度也會相應發(fā)生變化。當終端接收同軸度超過1角秒時，信號光接收效率將嚴重衰減，造成通信質(zhì)量下降，嚴重時會造成通信中斷。因此，需要根據(jù)空間光通信終端使用的實際情況，定期進行終端接收同軸度的校準。

現(xiàn)有的終端接收同軸度校準設備在光學潔凈室內(nèi)工作，對環(huán)境溫度、潔凈度和平臺穩(wěn)定度要求較高，無法在空間光通信終端環(huán)境試驗或使用過程中進行在線檢測，造成空間光通信終端綜合性能優(yōu)勢下降。

發(fā)明內(nèi)容：

針對空間激光通信終端在環(huán)境試驗、外場測試和用戶應用階段的接收同軸度快速測試和校準需求，本發(fā)明提出了一種空間光通信終端接收同軸度在線校準裝置及校準方法。該裝置通過同軸發(fā)射光纖實現(xiàn)了信號光和信標光發(fā)射光束高精度同軸，可不受環(huán)境溫度、平臺穩(wěn)定度等外界干擾因素影響，且具有結構簡單使用方便等優(yōu)點，可在線配合空間激光通信終端快速完成接收同軸度校準。

上述的目的通過以下的技術方案實現(xiàn)：

一種空間光通信終端接收同軸度在線校準裝置，包括空間光通信終端、與空間光通信終端連接的上位機，所述空間光通信終端的收發(fā)光軸端與準直天線的出瞳光束對準，所述準直天線的入瞳端的一側(cè)設置有二維電控擺鏡，信號激光器和信標激光器通過同軸發(fā)射光纖發(fā)射兩束同軸的信號光與信標光到所述的二維電控擺鏡上，并通過所述二維電控擺鏡發(fā)射到準直天線中，所述二維電控擺鏡位于準直天線的焦面處。

所述的空間光通信終端接收同軸度在線校準裝置，所述信號激光器選用單模光纖輸出的1550nm波段激光器；所述信標激光器選用單模光纖輸出的800nm波段激光器，所述同軸發(fā)射光纖通過光纖熔融拉錐技術將兩根單模光纖熔接在一起。

所述的空間光通信終端接收同軸度在線校準裝置，所述二維電控擺鏡選用壓電陶瓷驅(qū)動的二維擺鏡，通過線性傳感器進行閉環(huán)控制。

所述的空間光通信終端接收同軸度在線校準裝置，所述準直天線采用離軸平行光管，由210mm口徑拋物面主鏡和130mm口徑二次曲面次鏡構成；基本參數(shù)為：入瞳尺寸210mm；系統(tǒng)焦距6000mm；工作波長400nm-1700nm；系統(tǒng)波像差優(yōu)于λ/15（RMS，@632.8nm）。

所述的空間光通信終端接收同軸度在線校準裝置，所述同軸發(fā)射光纖的輸入端為信號激光器的單模光纖和信標激光器的單模光纖，所述同軸發(fā)射光纖的輸出端位于所述準直天線的焦點處，出射的激光光束發(fā)散角20±2urad。