[發明專利]激光信號接收裝置及空間激光通信系統

有效

• 申請號: 202210879632.4
• 申請日: 2022-07-25
• 公開（公告）號: CN114978344B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 馬閻星;羅根;何姝玥;馬鵬飛;粟榮濤;吳堅;周樸;司磊;許曉軍;陳金寶
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: H04B10/67
• 分類號: H04B10/67;H04B10/11;G02B6/42
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 周達

1.激光信號接收裝置，其特征在于，包括：

激光信號收集單元，用于收集遠處目標發來的空間光束；

激光跟瞄機構，用于空間光束的高精度對準；

光纖端面泵浦合束器，包括雙包層光纖、單模信號纖和多根泵浦纖，泵浦纖均勻分布在單模信號纖的外圍，單模信號纖纖芯與雙包層光纖的纖芯對準，泵浦纖與雙包層光纖的內包層對準；激光信號收集單元將收集的空間光束聚焦耦合進入光纖端面泵浦合束器的雙包層光纖中之后由其單模信號纖和泵浦纖分別輸出；

信號臂探測器或/和泵浦臂探測器，信號臂探測器連接在光纖端面泵浦合束器的單模信號纖上，泵浦臂探測器連接在光纖端面泵浦合束器的一根泵浦纖上；

控制單元，接收信號臂探測器或/和泵浦臂探測器輸出的探測信號，根據信號臂探測器或/和泵浦臂探測器輸出的探測信號大小確定空間光束的聚焦光斑在光纖端面泵浦合束器其雙包層光纖端面上的位置，進而生成激光跟瞄機構的控制信號，使激光跟瞄機構的指向對準空間光束，使空間光束的聚焦光斑靠近光纖端面泵浦合束器其雙包層光纖端面的纖芯直至空間光束的聚焦光斑中心與光纖端面泵浦合束器其雙包層光纖端面的纖芯中心重合，使空間光束通過激光信號收集單元聚焦耦合進入光纖端面泵浦合束器的雙包層光纖的纖芯中，進而進入光纖端面泵浦合束器的單模信號纖中。

2.根據權利要求1所述的激光信號接收裝置，其特征在于，包括泵浦臂探測器，泵浦臂探測器將接收到的光信號轉換為電信號后輸出到控制單元，控制單元根據泵浦臂探測器輸出的探測信號大小確定當前空間光束的聚焦光斑在光纖端面泵浦合束器其雙包層光纖端面上的位置，方法為：

通過控制激光跟瞄機構調整空間光束的聚焦光斑在光纖端面泵浦合束器其雙包層光纖端面上的位置；當空間光束的聚焦光斑在光纖端面泵浦合束器其雙包層光纖端面上的光纖內包層之外時，泵浦臂探測器輸出的探測信號為0；當空間光束的聚焦光斑逐漸進入光纖端面泵浦合束器其雙包層光纖端面上的內包層，泵浦臂探測器輸出的探測信號將由0開始逐漸增大；當空間光束的聚焦光斑全部進入雙包層光纖端面上的內包層后，泵浦臂探測器輸出的探測信號達到最大值，在聚焦光斑進入雙包層光纖端面上的纖芯之前，泵浦臂探測器輸出的探測信號一直維持在最大值不變；當聚焦光斑開始由內包層進入纖芯時，泵浦臂探測器輸出的探測信號將逐漸減小，當聚焦光斑中心與纖芯中心重合時，泵浦臂探測器輸出的探測信號將達到最小值；若聚焦光斑尺寸小于纖芯直徑，當聚焦光斑中心與纖芯中心重合時，泵浦臂探測器輸出的探測信號為0。

3.根據權利要求1所述的激光信號接收裝置，其特征在于，包括信號臂探測器，信號臂探測器將接收到的光信號轉換為電信號，電信號被分為兩路，一路輸出到信號處理單元用于通信；另一路輸出到控制單元，控制單元根據信號臂探測器輸出的探測信號大小確定當前空間光束的聚焦光斑在光纖端面泵浦合束器其雙包層光纖端面上的位置，方法為：

通過控制激光跟瞄機構調整空間光束的聚焦光斑在光纖端面泵浦合束器其雙包層光纖端面上的位置；當空間光束的聚焦光斑在光纖端面泵浦合束器其雙包層光纖端面上的纖芯之外時，信號臂探測器輸出的探測信號為0；隨著空間光束聚焦光斑逐漸進入光纖端面泵浦合束器其纖芯，信號臂探測器輸出的探測信號將逐漸增大，直至信號臂探測器輸出的探測信號最大；當信號臂探測器輸出的探測信號最大時，聚焦光斑完全進入纖芯中或者聚焦光斑中心與纖芯中心重合。