【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光，尤其涉及一种多状态兼容的用于激光通信的光学终端。
技术介绍
1、激光通信技术结合了无线电通信和光纤通信的优点，以激光为载波进行通信。激光通信技术具有抗干扰能力强、安全性高、通信速率高、无频段限制、通信容量大的优势，其特点是系统体积小、重量轻、功耗低，在军事和民用领域均有重大的战略需求与应用价值。尤其是随着近年来卫星互联网的兴起，激光通信也成为未来卫星互联网的主流卫星通信方式。
2、目前，激光通信系统往往需要两种不同发射和接收状态的激光通信终端才能实现激光建链并通信，即状态a的激光通信终端只能与状态b的激光通信终端通信，而状态a和状态a的激光通信终端或者状态b与状态b的激光通信终端之间不能通信。因此在卫星组网过程中，两种状态的激光通信终端都需要布局，或者布局一种状态a和状态b可以切换的激光通信终端。
技术实现思路
1、在上述背景下，本专利技术提供了一种多状态兼容的用于激光通信的光学终端，该终端具备两种激光发射状态以及对应的两种激光接收状态。本专利技术是这样实现的：一种多种激光发射与接收状态兼容的用于激光通信的光学终端，包括信号收发模块1、信号收发模块2、偏振处理模块、光学天线模块。
2、这种激光通信终端中有两个信号收发模块，分别是信号收发模块1和2，两者共用一个偏振处理模块和一个光学天线模块。激光通信终端通过光学天线模块发射激光信号到自由空间中，并且接收来自自由空间的激光信号。
3、信号收发模块1包含信号发射子模块、信号接收子模
4、信号发射子模块负责产生激光信号或者通过连接光纤来将光纤中的激光信号发射至波长分光子模块，波长分光子模块将信号发射子模块输出过来的激光信号输出至偏振处理模块。同时波长分光子模块也会接收偏振处理模块传输过来的待接收的激光信号并将其传输至捕跟探测分光子模块。捕跟探测分光子模块将用于捕跟探测的光输出至捕跟探测子模块，将用于通信的激光输出至信号接收子模块。信号收发模块1发射和接收的激光是偏振方向同向或反向的线偏振光，但两者的波长不同。信号收发模块1发射的激光信号波长是波长1，接收的激光信号波长是波长2。
5、信号收发模块2包含信号发射子模块、信号接收子模块、捕跟探测分光子模块、波长分光子模块以及捕跟探测子模块。
6、信号收发模块2发射和接收的激光信号的波长与信号收发模块1相反。信号收发模块2发射的激光信号波长是波长2，接收的激光信号波长是波长1。激光信号从信号发射子模块发射至波长分光子模块，波长分光子模块将待发射激光信号输出至偏振处理模块。同时，波长分光子模块接收来自偏振处理模块的待接收激光信号并将其输出至捕跟探测分光子模块。捕跟探测分光子模块将用于捕跟探测的激光信号输出至捕跟探测子模块，将用于通信的激光信号输出至信号接收子模块。信号收发模块2发射和接收的激光信号也是线偏振态，但其偏振方向与信号收发模块1发射和接收的激光信号的偏振方向垂直。
7、偏振处理模块由一个偏振分束器和一个四分之一波片组成，偏振分束器的透射偏振态方向和信号收发模块1的发射和接收的激光信号的偏振态方向相同或者垂直。偏振分束器接收来自信号收发模块1和2的激光信号，将其输出至四分之一波片。四分之一波片对来自偏振分束器的激光信号的偏振态进行处理后输出至光学天线模块。同时四分之一波片接收来自光学天线模块的激光信号，对其偏振态进行处理后输出至偏振分束器后，偏振分束器根据激光信号的偏振态方向选择激光信号进入信号收发模块1或2。偏振处理模块中，四分之一波片的快轴方向与偏振分束器透射偏振态方向的夹角为45°。
8、光学天线模块的主要作用是对来自偏振处理模块的激光信号进行扩束处理，并压缩其束散角，使其更加准直地在空间中传输。同时，光学天线模块也接收来自空间中的激光信号，并压缩其光束的横截面尺寸，然后将其输出至偏振处理模块。一般而言，光学天线模块是一组光学镜头组成的光路，例如离轴反射式望远镜光路等。
9、本专利技术还提供了一种和上述光学终端配套使用的光纤通信装置，包含1组或2组光纤通信收发模块，分别是光纤通信收发模块1和光纤通信收发模块2。
10、光纤收发模块1中的激光器1通过光纤连接至偏振分束器1，偏振分束器通过光纤分别连接至调制器1和相干接收机1，其中连接至调制器1的激光的偏振态方向与连接至相干接收机1的激光的偏振态方向垂直。调制器1通过光纤连接至光学终端里的信号收发模块1里的信号发射子模块，相干接收机通过光纤连接至光学终端里的信号收发模块2的信号接收子模块。进入相干接收机1内的激光的偏振态应保持一致。
11、同样的，光纤通信收发模块2中的激光器2通过光纤连接至偏振分束器2，偏振分束器2通过光纤分别连接至调制器2和相干接收机2，调制器2通过光纤连接至光学终端里的信号收发模块2里的信号发射子模块，相干接收机2通过光纤连接至信号收发模块1里的信号接收子模块。进入相干接收机2内的激光的偏振态应保持一致。
12、本专利技术涉及的主要应用场景为卫星间的激光通信系统。本专利技术提供的激光通信终端同时具有两种激光发射和接收状态，激光通信终端可以通过指令切换至状态a或者状态b，也可以状态a和状态b工作。因此，在卫星组网过程中，只需要安装本专利技术提供的一种激光通信终端即可实现卫星激光通信组网，而不需要再安装另一种激光通信终端。并且本专利技术提供的激光通信终端中的状态a的部分和状态b的部分可以互相备份，提高激光通信终端的可靠性。
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1.本专利技术提供了的一种多种激光发射与接收状态兼容的用于激光通信的光学终端，其特征在于：包括信号收发模块1、信号收发模块2、偏振处理模块、光学天线模块。
2.根据权利要求1所述的一种多种激光发射与接收状态兼容的用于激光通信的光学终端，其特征在于：信号收发模块1包含信号发射子模块、信号接收子模块、捕跟探测分光子模块、波长分光子模块以及捕跟探测子模块。
3.根据权利要求2所述的信号收发模块1，其特征在于：信号发射子模块通过光路连接至波长分光子模块，波长分光子模块通过光路连接至捕跟探测分光子模块，捕跟探测分光子模块通过光路分别连接至信号接收子模块和捕跟探测子模块。
4.根据权利要求2所述的信号收发模块1，其特征在于：信号发射子模块是具有激光信号发射功能的光路或者器件，优选的，可以是光纤接头和光学镜头组成的光路；其中，光纤接头连接光纤，将光纤中的光信号通过光路输出至光学镜头组，光学镜头组将光信号发射出去。
5.根据权利要求2所述的信号收发模块1，其特征在于：波长分光子模块是可以将信号收发模块的输入输出激光信号分开的器件或光路，优选的，使用
6.根据权利要求2所述的信号收发模块1，其特征在于：捕跟探测分光子模块是将用于捕跟探测的激光输出至捕跟探测子模块，将用于通信的激光输出至信号接收子模块，优选的，捕跟探测分光子模块可以是一块能量分光镜，将一部分激光信号按能量比输出至捕跟探测子模块，剩余的激光信号输出至信号接收子模块。
7.根据权利要求2所述的信号收发模块1，其特征在于：捕跟探测子模块是可以接收捕跟探测信号的器件或光路，优选的，捕跟探测子模块是镜头组加捕跟探测器，其中，镜头组通过光路连接至捕跟探测器。
8.根据权利要求7所述的捕跟探测子模块，其特征在于：捕跟探测器可以是相机或者四象限探测器或者类似功能的探测器。
9.根据权利要求2所述的信号收发模块1，其特征在于：信号接收子模块将激光信号接收或者输出至光纤中，优选的，信号接收子模块是透镜组通过光路连接至光纤接头或者接收探测器；其中光纤接头连接光纤，将激光信号输出至光纤中。
10.根据权利要求1所述的一种多种激光发射与接收状态兼容的用于激光通信的光学终端，其特征在于：信号收发模块2包含信号发射子模块、信号接收子模块、捕跟探测分光子模块、波长分光子模块以及捕跟探测模块。
11.根据权利要求10所述的信号收发模块2，其特征在于：信号收发模块2中的各个子模块与信号收发模块1中的对应的各个子模块功能相同，连接关系相同；两者的差异在于信号收发模块2中的信号发射子模块发射的激光信号的波长与信号收发模块1中的信号接收子模块接收的激光信号的波长相同，信号收发模块2中的信号接收子模块接收的激光信号的波长与信号收发模块1中的信号发射子模块发射的激光信号的波长相同，并且，信号收发模块2中发射和接收的激光信号的偏振态方向与信号收发模块1中发射与接收的激光信号的偏振态方向垂直。
12.根据权利要求1所述的一种多种激光发射与接收状态兼容的用于激光通信的光学终端，其特征在于：偏振处理模块包含一个偏振分束器和一个四分之一波片，两者通过光路连接，信号收发模块1和2中的发射的激光信号先通过偏振分束器，再通过四分之一波片。
13.根据权利要求12所述的偏振处理模块，其特征在于：偏振分束器的透射偏振方向与信号收发模块1的激光信号偏振态方向相同或垂直。
14.根据权利要求12所述的偏振处理模块，其特征在于：四分之一波片的快轴方向与偏振分束器的透射偏振方向成45°夹角。
15.根据权利要求1所述的一种多种激光发射与接收状态兼容的用于激光通信的光学终端，其特征在于：光学天线模块包含光学天线光路，由一组光学镜头通过光路连接组成，其作用是将来自偏振处理模块的激光信号进行扩束并压缩其发散角后发射至自由空间中，将来自自由空间的激光信号进行压缩并输出至偏振处理模块。
16.本专利技术还涉及配合本专利技术的光学终端使用的光纤通信装置，包含1组或2组光纤通信收发模块，分别是光纤通信收发模块1和光纤通信收发模块2。
17.根据权利要求16所述的光纤通信装置，其特征在于：光纤通信收发模块中激光器通过光纤连接至偏振分束器，偏振分束器将激光器产生的激光通过光纤分别输出至调制器和相干接收机。
18.根据权利要求16所述的光纤通信装置，其特征在于：光纤通信收发模块1中的调制器通过光纤连接至光学终端里的信号收发模块1或2中的信号发射子模块，相干接收机通过光纤连接至光学终端里的信号收发模块2或1中...
【技术特征摘要】
1.本发明提供了的一种多种激光发射与接收状态兼容的用于激光通信的光学终端，其特征在于：包括信号收发模块1、信号收发模块2、偏振处理模块、光学天线模块。
2.根据权利要求1所述的一种多种激光发射与接收状态兼容的用于激光通信的光学终端，其特征在于：信号收发模块1包含信号发射子模块、信号接收子模块、捕跟探测分光子模块、波长分光子模块以及捕跟探测子模块。
3.根据权利要求2所述的信号收发模块1，其特征在于：信号发射子模块通过光路连接至波长分光子模块，波长分光子模块通过光路连接至捕跟探测分光子模块，捕跟探测分光子模块通过光路分别连接至信号接收子模块和捕跟探测子模块。
4.根据权利要求2所述的信号收发模块1，其特征在于：信号发射子模块是具有激光信号发射功能的光路或者器件，优选的，可以是光纤接头和光学镜头组成的光路；其中，光纤接头连接光纤，将光纤中的光信号通过光路输出至光学镜头组，光学镜头组将光信号发射出去。
5.根据权利要求2所述的信号收发模块1，其特征在于：波长分光子模块是可以将信号收发模块的输入输出激光信号分开的器件或光路，优选的，使用波长分光镜可以将波长不同的输入输出激光信号分开，使其各自输出至不同方向。
6.根据权利要求2所述的信号收发模块1，其特征在于：捕跟探测分光子模块是将用于捕跟探测的激光输出至捕跟探测子模块，将用于通信的激光输出至信号接收子模块，优选的，捕跟探测分光子模块可以是一块能量分光镜，将一部分激光信号按能量比输出至捕跟探测子模块，剩余的激光信号输出至信号接收子模块。
7.根据权利要求2所述的信号收发模块1，其特征在于：捕跟探测子模块是可以接收捕跟探测信号的器件或光路，优选的，捕跟探测子模块是镜头组加捕跟探测器，其中，镜头组通过光路连接至捕跟探测器。
8.根据权利要求7所述的捕跟探测子模块，其特征在于：捕跟探测器可以是相机或者四象限探测器或者类似功能的探测器。
9.根据权利要求2所述的信号收发模块1，其特征在于：信号接收子模块将激光信号接收或者输出至光纤中，优选的，信号接收子模块是透镜组通过光路连接至光纤接头或者接收探测器；其中光纤接头连接光纤，将激光信号输出至光纤中。
10.根据权利要求1所述的一种多种激光发射与接收状态兼容的用于激光通信的光学终端，其特征在于：信号收发模块2包含信号发射子模块、信号接收子模块、捕跟探测分光子模块、波长分光子模块以及捕跟探测模块。
11.根据权利要求10所...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦华强，谭俊，
申请(专利权)人：上海穹窿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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