湍流大气中部分相干光通信初始光源参数控制装置

摘要

本发明提供一种湍流大气中部分相干光通信初始光源参数控制装置，由信号发射单元和信号接收单元两部分组成；信号发射单元由同轴排列的激光器、激光调制器、液晶空间光调制器、发射光学系统和可调光阑组成，信号发生器通过BNC口与激光调制器的BNC口链接，液晶空间光调制器驱动模块与液晶空间光调制器通过排线链接，控制计算机与液晶空间光调制器驱动模块电气连接。本发明可以测量大气折射率结构常数，通过计算机算出最佳的发射光束初始束腰宽度和光束的空间相干长度。将本发明应用到地面附近的长距离大气信道无线激光通信系统中，可以大大改善通信系统的性能，扩展无线激光通信系统的应用范围。

主权项

一种湍流大气中部分相干光通信初始光源参数控制装置，其特征在于：由信号发射单元和信号接收单元两部分组成；其中，信号发射单元由同轴排列的激光器、激光调制器、液晶空间光调制器、发射光学系统和可调光阑组成，信号发生器通过BNC口与激光调制器的BNC口链接，液晶空间光调制器驱动模块与液晶空间光调制器通过排线链接，控制计算机与液晶空间光调制器驱动模块电气连接；所述的信号接收单元包括同轴排列的接收光学系统、分光棱镜、聚焦透镜组和CCD探测器和非同轴排列的聚焦透镜组、APD光电探测器、计算机；CCD探测器和APD光电探测器将采集的电信号存入计算机；计算机计算出最佳的发射光束初始半径和空间相干长度，将最佳参数通过数传电台反馈到发射端的控制计算机，控制计算机生成一个随机相位屏控制信号，并通过液晶空间光调制器驱动模块输出给液晶空间光调制器，为发射的通信激光的波前加一个随机相位，以实现对空间相干度的调制；将接收到的最佳初始束腰宽度反馈给可调光阑，调整初始发射光束的束腰；激光器发出的激光经调制器调制进入液晶空间光调制器，通过发射光学系统后变为平行光发射，通过可调光阑调节光束口径大小，经过大气传输后，由信号接收单元进行接收；首先经过接收光学系统进行缩束，然后经分光棱镜进行分光，一束光送给聚焦透镜组，经聚焦透镜组变换后的光入射到CCD探测器上；一束光送给聚焦透镜组，经聚焦透镜组变换后的光入射到APD光电探测器上；CCD探测器将采集到的电压值存入计，计算出此时的湍流强度，即大气折射率结构常数；APD光电探测将接收到的信号送入数据处理计，计算接收到的光功率；激光器发射激光，经过调制器、液晶空间光调制器、发射光学系和可调光阑后进入湍流大气，经湍流大气后的光束进入接收光学系统，通过分光棱镜、聚焦透镜组后被CCD探测器接收，CCD探测把接收到的光信号转换为电信号，再将此信号送入计算机中处理计算出大气折射率结构函数；激光器发射激光，经过调制器、液晶空间光调制器、发射光学系统和可调光阑后进入湍流大气，可调光阑调制孔径最大为20cm，光束进入接受光学系统，通过分光棱镜、聚焦透镜组后被APD光电探测器接收，APD光电探测器将接收到的信号送入计算机，计算机计算出最佳的发射光束初始半径和空间相干长度，将最佳参数通过数传电台反馈到发射端的控制计算机，控制计算机生成一个随机相位屏控制信号，并通过液晶空间光调制器驱动模块输出给液晶空间光调制器，为发射的通信激光的波前加一个随机相位，以实现对空间相干度的调制；控制计算机将接收到的最佳初始束腰宽度反馈给可调光阑，调整初始发射光束的束腰。