1550nm波段光束跟踪通信一体化的光探测装置

摘要

1550nm波段光束跟踪通信一体化的光探测装置，属于空间光通信技术领域。它解决了现有空间光通信系统结构复杂的问题。它的空间光通信系统的接收光束入射至主成像透镜，经主成像透镜聚焦后，入射到2×2透镜阵列，并在2×2透镜阵列上形成光斑，每个透镜上形成的光斑耦合入一个光纤头，每个光纤头将其耦合的光信号输入至一个APD探测器，每个APD探测器将其接收的光信号转换为电压信号输出给信号处理系统，信号处理系统对其同时接收的四个电压信号进行处理，获得空间光通信系统的接收光束光轴在俯仰轴及方位轴上的偏转角；所述四个光纤头的光纤长度相等。本发明用于跟踪空间光通信系统的光入射角度。

主权项

一种1550nm波段光束跟踪通信一体化的光探测装置，其特征在于：它由主成像透镜(1)、2×2透镜阵列(2)、四个光纤头(3)、四个APD探测器(4)及信号处理系统(5)组成，空间光通信系统的接收光束入射至主成像透镜(1)，经主成像透镜(1)聚焦后，入射到2×2透镜阵列(2)，并在2×2透镜阵列(2)上形成光斑，每个透镜上形成的光斑耦合入一个光纤头(3)，每个光纤头(3)将其耦合的光信号输入至一个APD探测器(4)，每个APD探测器(4)将其接收的光信号转换为电压信号输出给信号处理系统(5)，信号处理系统(5)对其同时接收的四个电压信号进行处理，获得空间光通信系统的接收光束光轴在俯仰轴及方位轴上的偏转角；所述四个光纤头(3)的光纤长度相等；所述信号处理系统(5)对其接收的电压信号进行处理的方法为：设信号处理系统(5)接收的四个电压信号值分别为VA、VB、VC和VD，其中VA和VB对应的光斑信号在2×2透镜阵列(2)的同一行的两个透镜上，VC和VD对应的光斑信号在2×2透镜阵列(2)的另一行的两个透镜上，VA和VC对应的光斑信号在2×2透镜阵列(2)的同一列的两个透镜上，VB和VD对应的光斑信号在2×2透镜阵列(2)的另一列的两个透镜上，信号处理系统(5)的通信处理部分将四个电压信号值相加，获得电压和VSUM，其表达式为：VSUM＝VA+VB+VC+VD；信号处理系统(5)的光束跟踪处理部分根据电压和VSUM值计算获得在所述俯仰轴方向上的偏转角α的表达式为： α = ( V A + V B ) - ( V C + V D ) V SUM · μ , 式中μ为所述光探测装置可探测的最大入射光偏角，信号处理系统(5)的光束跟踪处理部分根据电压和VSUM值计算获得在所述方位轴方向上的偏转角β的表达式为： β = ( V A + V C ) - ( V B + V D ) V SUM · μ .