大气激光通信系统中基于液晶的光强自适应控制系统

摘要

大气激光通信系统中基于液晶的光强自适应控制系统，有信号发射单元(1)和信号接收单元(2)两部分；信号发射单元(1)由激光器(3)、发射光学系统(4)组成；信号接收单元(2)中有缩束器(5)、分光镜(6)、液晶可调节光束衰减器(7)、接收光学系统(11)和CCD探测器(12)，还有与分光镜6光链接的接收光学系统(13)、光电探测器(14)和自适应控制器(15)，后者将电信号施加给液晶光束衰减器。本发明利用液晶可调节光束衰减器在无运动部件条件下对激光光强进行衰减，通过自适应算法改变液晶光束衰减器所需的电压信号来改变其透过率，进而对入射信标光进行自适应控制，最终保证CCD探测器接收的激光能量稳定，其动态范围为20dB。

主权项

1.大气激光通信系统中基于液晶的光强自适应控制系统，其特征在于，它是由信号发射单元(1)和信号接收单元(2)两部分组成；所述的信号发射单元(1)由同轴排列的激光器(3)和发射光学系统(4)组成；所述的信号接收单元(2)中有同轴排列的缩束器(5)、分光棱镜(6)、液晶可调节光束衰减器(7)、接收光学系统(11)和CCD探测器(12)，还有与分光棱镜(6)光链接的接收光学系统(13)、光电探测器(14)和自适应控制器(15)，光电探测器(14)和自适应控制器(15)二者电气连接，并将电调制信号施加于液晶可调节光束衰减器(7)上；液晶可调节光束衰减器(7)由依次同轴排列的起偏片(8)、液晶盒(9)和检偏片(10)组成，其中液晶盒(9)具有旋光效应，起偏片(8)和检偏片(10)正交摆放，是实现激光光束衰减的主要部件，当两个极板上没有电压时，经起偏片(8)起偏的线偏振光垂直入射和通过液晶层后，其偏振方向会被液晶扭转90°，经过检偏片(10)后，光束完全透过；当两个极板上加有电压V，并达到阈值电压V′寸，液晶盒(9)的旋光现象消失，液晶分子长轴一律沿电场方向进行再排列，这时通过液晶层的线偏振光的偏振方向没有改变，再经过检偏片(10)后，光束被完全遮挡；具体的衰减情况由所加电压值V的大小决定；当从激光器(3)发射的激光经过发射光学系统(4)后变为平行光发射，经过大气传输后，由信号接收单元(2)进行接收；首先经过缩束器(5)进行缩束，然后经过分光棱镜(6)进行分光，70％的光被透射，经过液晶可调节光束衰减器(7)后被接收光学系统(11)进行聚焦，由CCD探测器(12)接收；30％的光被反射，经接收光学系统(13)进行聚焦，由光电探测器(14)接收；预先设定接收的信号功率稳定值为P，当系统工作后，通过自适应算法给出自适应控制器(15)的输出电压信号V的幅值，进而控制液晶可调节光束衰减器(7)的透过率，保证CCD探测器(12)上接收的激光信号的功率稳定在P值上。