[发明专利]基于调制器的高速逆向调制反射模块及反射传输方法

说明书

本发明公开了一种基于调制器的高速逆向调制反射模块及反射传输方法。包括光学天线、空间‑光纤耦合装置、光环形器、偏振控制器、信号源、电光调制器，光学天线从自由空间接收的光载波经空间‑光纤耦合装置耦合入射到电光调制器中，通过电光调制器将信号源发出的电信号调制到来自空间‑光纤耦合装置的光载波上产生光信号，通过光环形器将光信号反射回空间‑光纤耦合装置，再经空间‑光纤耦合装置耦合回自由空间，经光学天线逆向回射，由此实现高速长距离自由空间通信。本发明用于高速逆向调制反射式自由空间激光通信系统，降低逆向调制终端设备的体积和功耗，同时大大提高上行信号的传输速率，满足下一代高速大容量长距离的自由空间光信号传输的需要。

技术领域

本发明涉及一种信号高速逆向调制反射功能模块及反射传输方法，尤其是涉及了一种基于调制器的高速逆向调制反射模块及反射传输方法。

背景技术

随着手机、电脑等通信设备的日益普及和空间信息技术的急速发展，人们对高速无线信息安全传输的需求迅速增长。自由空间光通信技术有许多潜在的优势，例如安全性高、抗干扰能力强、带宽高和光谱利用率高等，已广泛应用于移动设备和基站(飞机、卫星和地面平台等)之间的信息传输系统。然而，传统高精度的有源自由空间光系统通常具有体积重量大、装置复杂和功耗高等缺点，对有严格负载要求和能耗限制的终端装置是一种极大的挑战。逆向调制反射模块作为一种有竞争力的终端装置，结合光学后向反射器和调制器，把调制后的光信号直接反射到信号发射端，将大部分的重量和功耗转移到自由空间光通信系统的基站上，能有效的解决自由空间光通信的应用限制，因而利用逆向调制反射模块实现自由空间光通信，减小终端装置的体积和技术复杂度已经成为一个重要的趋势。

现有的逆向调制方案包括受抑全内反射器、液晶调制器和多量子阱器件以及反射式半导体光放大器等，这些方案的调制速率相对较低，最高仅达1.25吉比特/秒，仍然达不到现代光通信高速率(几十甚至几百吉比特/秒)的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于调制器的高速逆向调制反射模块及反射传输方法，能够实现入射光的逆向调制反射。

本发明利用电光调制器的高速调制，配合光学天线、空间-光纤耦合装置和光环行器，即可实现高速的逆向调制反射的功能，对实现高速长距离自由空间通信具有重要的现实意义。

本发明采用的技术方案是：

一、一种基于调制器的高速逆向调制反射模块：

包括光学天线、空间-光纤耦合装置、光环行器、偏振控制器、信号源、电光调制器；光学天线和空间-光纤耦合装置通过空间光耦合连接，空间-光纤耦合装置和光环行器的第二端口端通过光纤连接，光环行器的第三端口和偏振控制器通过光纤连接，偏振控制器和电光调制器的输入端通过光纤连接，电光调制器的输出端与光环形器的第一端口通过光纤连接，电光调制器和信号源通过电缆连接。

所述光学天线从自由空间接收的光载波经空间-光纤耦合装置耦合入射到光环行器中，经偏振控制器后传输到电光调制器中，通过电光调制器将信号源发出的电信号调制到来自空间-光纤耦合装置的光载波上产生光信号，通过光环形器反射回空间-光纤耦合装置，再经空间-光纤耦合装置耦合回自由空间，经光学天线逆向回射，由此实现高速长距离自由空间通信。

本发明利用电光调制器的高速调制，配合光学天线、空间-光纤耦合装置和光环形器，实现高速逆向调制反射模块的功能。本发明用光环形器和电光调制器搭配方式进行这种处理相比现有棱镜的光信号传输大大减小了体积，降低了功耗。

二、一种基于调制器的高速逆向调制反射传输方法：

将从自由空间接收的光载波通过光环形器与偏振控制器入射到电光调制器中，同时将数字信号加载到电光调制器中，通过电光调制器将数字调制电信号调制到光载波的上产生光信号，再通过光环行器逆向反射回光载波原入射端口，由此实现高速长距离自由空间通信。