[发明专利]一种折叠光路大功率电光调制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种折叠光路大功率电光调制系统，属于空间激光通信技术领域。

背景技术

电光调制技术因其可有效减小“啁啾”影响，提高调制速率在激光通信领域有广阔的应用前景。国际上关于电光调制器进行研究的报道有许多，用于光纤通信的低功率电光调制技术已经很成熟，波导型电光调制器带宽高达110GHz，但输出光功率都很小，根本无法满足远距离光通信对功率的要求。国际上产品化了的高功率电光调制器目前以美国QUANTUM TECHNOLOGY INC公司的发展水平为代表，该公司生产的TWAM/TWAP10和TWAM/TWAP11型电光调制器，其调制速率分别为500MHz和1GHz，最大承受激光功率为1W，基本可以满足中短距离激光通信。但该公司的产品体积大，重量重，增加了激光通信系统的载荷，使其应用受到限制。(参考文献：1、马惠军，朱小磊，自由空间激光通信最新进展，激光与光电子最新进展，2005年，42(3)：7～10。2、王程，新型差分光调制器在空间光通信中的应用，激光技术，2008年，32卷，第1期，18～22。3、刘辉，自适应自由空间光通信应用探讨，通信技术，2009年，42卷，总209期，62～64。4、高四海，金国良，孙屹等，.行波型波导电光调制高频特性的数值分析，郑州大学学报(自然科学版)，2001，33(1)：66～71。5、Gerardo G.Ortiz，CanonicalDeep Space Optical Communications Transceiver，Free-Space LaserCommunication Technologies，SPIE Vol 7199，71990K1～11)。

电光调制技术是利用电光效应进行的激光外调制方式，其优点是可以减小啁啾影响，调制频率高，在激光通信领域有广阔应用前景。但是随着激光通信距离的不断扩展，对电光调制系统的输出功率有越来越高的要求，而且为满足高频调制，降低驱动电压，还需要降低电光调制器半波电压。采用折叠光路的电光调制晶体结构设计，增加晶体通光孔径以有效提高输入功率，并且降低半波电压、提高调制频率，此类电光调制系统在国内外未见报道。

发明内容

为了实现大功率电光调制系统，本发明提出了一种折叠光路大功率电光调制系统。

一种折叠光路大功率电光调制系统，如图1所示，该系统由光源(1)、电光调制器(2)、驱动器(3)组成。

所述的光源(1)由半导体激光器(4)和光纤(5)连接组成；半导体激光器(4)的输出光经过光纤(5)耦合后输出；

所述的电光调制器(2)由自聚焦透镜(6)、起偏器(7)、输入光分束镜(8)、电光调制晶体(9)、检偏器(10)、输出光分束镜(11)、输入光电管(12)和输出光电管(13)组成；其中自聚焦透镜(6)与光源(1)中的光纤(5)相连；自聚焦透镜(6)、起偏器(7)与电光调制晶体(9)的入射孔径平行放置；在起偏器(7)与电光调制晶体(9)中间放置输入光分束镜(8)，输入光分束镜(8)与激光传输光轴成45°摆放；检偏器(10)与电光调制晶体(9)的输出孔径平行放置；检偏器(10)的输出光入射输出光分束镜(11)；输出光分束镜(11)与激光传输光轴成45°摆放；输入光电管(12)与输入光分束镜(8)相连；输出光电管(13)与输出光分束镜(11)相连；

所述的驱动器(3)由直流偏置控制电路(14)和调制驱动电路(15)组成；其中直流偏置控制电路(14)通过电线分别与电光调制器(2)中的电光调制晶体(9)、输入光光电管(12)和输出光光电管(13)相连；调制驱动电路(15)通过电线与电光调制器(2)中的电光调制晶体(9)连接；

自聚焦透镜(6)将光纤(5)输出的激光进行光束发散角压缩，然后入射起偏器(7)；起偏器(7)将由自聚焦透镜(6)输出的光变为与电光调制晶体(9)的X轴平行的线偏振光，入射到输入光分束镜(8)；输入光分束镜(8)将输入的光按能量99∶1的比例分为两束光，其中99％能量的光束入射到电光调制晶体(9)，在电光调制晶体(9)中完成光信号的调制，另外1％能量的光束入射到输入光电管(12)；输入光电管(12)将光信号转换为电信号，通过电线传送给驱动器(3)中的直流偏置控制电路(14)；