[发明专利]一种高速的单光源双向自由空间激光通信系统

权利要求书

1.一种高速的单光源双向自由空间激光通信系统，包括基站和终端，其特征在于：

基站包括激光器(1)、第一偏振控制器(2)、第一信号源(3)、电光调制器(4)、光环形器(5)、第一空间-光纤耦合装置(6)、第一光学天线(7)和第一接收模块(13)，激光器(1)经第一偏振控制器(2)和电光调制器(4)的光输入端通过光纤连接，电光调制器(4)的电输入端与第一信号源(3)通过电缆连接，电光调制器(4)输出端经光环形器(5)和第一空间-光纤耦合装置(6)通过光纤连接，光环形器(5)和第一接收模块(13)通过光纤连接，第一空间-光纤耦合装置(6)和第一光学天线(7)通过空间光耦合连接；

终端包括第二光学天线(8)、第二空间-光纤耦合装置(9)、光耦合器(10)、第二信号源(11)、反射式半导体光放大器(12)和第二接收模块(14)，第二光学天线(8)和第二空间-光纤耦合装置(9)通过空间光耦合连接，光耦合器(10)分别与第二空间-光纤耦合装置(9)、反射式半导体光放大器(12)和第二接收模块(14)通过光纤连接，反射式半导体光放大器(12)的电输入端和第二信号源(11)通过电缆连接；

所述基站的激光器(1)发出的光信号经第一偏振控制器(2)偏振调节后输入到电光调制器(4)中，电光调制器(4)将第一信号源(3)的数字信号加载调制到光信号上，然后经光环形器(5)传输到第一空间-光纤耦合装置(6)，经第一空间-光纤耦合装置(6)耦合成自由空间光后由第一光学天线(7)正向射出；

所述终端的第二光学天线(8)接收到来自第一光学天线(7)的光信号后，经第二空间-光纤耦合装置(9)耦合入射到光耦合器(10)中，光耦合器(10)接收的一部分光信号由第二接收模块(14)探测接收，得到下行信号数据；光耦合器(10)接收的另一部分光信号入射到反射式半导体光放大器(12)中，光信号经反射式半导体光放大器(12)擦除再调制、放大并反射回光耦合器(10)，再经第二空间-光纤耦合装置(9)耦合回自由光空间，最后由第二光学天线(8)逆向回射，回射的光信号依次由第一光学天线(7)接收并耦合回第一空间-光纤耦合装置(6)，再经过光环形器(5)从其逆向输出端输出到第一接收模块(13)探测接收，得到上行信号数据；

所述反射式半导体光放大器(12)通过饱和放大将接收到的光信号原有幅值调制信息擦除，将第二信号源(11)发出的电信号调制到擦除后的光信号上，再放大后反射回空间-光纤耦合装置。

2.根据权利要求1所述的一种高速的单光源双向自由空间激光通信系统，其特征在于：所述下行信号的传输格式和传输速率由电光调制器(4)的调制类型和最高调制速率决定，其中传输格式根据电光调制器(4)的调制类型可为开关键控信号或差分相移键控信号，传输速率可达吉比特/秒；所述上行信号的传输速率由反射式半导体光放大器(12)的最高调制速率决定，传输格式为开关键控信号，传输速率可达吉比特/秒。

3.根据权利要求2所述的一种高速的单光源双向自由空间激光通信系统，其特征在于：所述下行信号的传输速率大于所述上行信号的传输速率。

4.根据权利要求1所述的一种高速的单光源双向自由空间激光通信系统，其特征在于：所述的第一接收模块(13)采用光电探测器(15)。

5.根据权利要求1所述的一种高速的单光源双向自由空间激光通信系统，其特征在于：所述的第二接收模块(14)由电光调制器(4)调制类型决定：

若电光调制器(4)调制类型为开关键控信号，则第二接收模块(14)采用光电探测器(15)；

若电光调制器(4)调制类型为差分相移键控信号，则第二接收模块(14)主要由第二偏振控制器(16)、相位编码信号解调器(17)和光电探测器(15)构成，光耦合器(10)输出端依次经第二偏振控制器(16)、相位编码信号解调器(17)后与光电探测器(15)连接，光耦合器(10)输出的信号经第二偏振控制器(16)后，再经相位编码信号解调器(17)解调后输入到光电探测器(15)接收。