[发明专利]基于时空锁模少模光纤激光器的空间通信系统

说明书

基于时空锁模少模光纤激光器的空间通信系统，属于空间通信技术领域，为了解决现有模分复用系统中，在光源外实现复用的结构及加载信号方式复杂的问题，该系统包括：第一信号源、第一泵浦源、第一透镜、第一相位片、第一棱镜、第二信号源、第二泵浦源、第二透镜、第二相位片、第二棱镜、第三信号源、第三泵浦源、第三透镜、第三相位片、第三棱镜、反射镜、短波通二向色镜、第四透镜、少模掺铒光纤、第一偏振控制器、隔离器、第二偏振控制器、第五透镜、分光棱镜、空间通信信道、第六透镜、光子灯笼、第一探测器、第二探测器、第三探测器和数字信号处理器；经过该装置的多个信号相干性较好，有利于降低湍流等大气方面的影响。

技术领域

本发明涉及一种基于少模掺铒光纤时空锁模脉冲激光器的空间通信系统，属于空间通信技术领域。

背景技术

自由空间光通信是一种通过激光在大气信道中实现点对点、点对多点或多点对多点间语音、数据、图像信息的双向通信技术。其结合了微波通信和光纤通信的优点，具有传输容量大、频率宽、保密性好、低误码率、抗电磁干扰、组网方便灵活等优点。自由空间光通信因其独特的性质在很多领域都有着广泛的应用。因此各国在空间激光通信领域进行大量研究，并取得了很大进展。空间光通信技术具有非常广阔的应用前景。

在全国光纤工程师会议中R.Ryf等人在Space-division multiplexing over 10km of three-mode fiber using coherent 6×6 MIMO processing文章中提出一种基于模分复用的通信系统。该通信结构为：

本振光光源为1550nm波段单模光纤激光器，经过QPSK调制方式实现信号调制，再经过光纤延迟，偏振分光棱镜，光衰减器，光放大器等结构实现将6个信号加载到3模光纤传播，再经过模式解复用器将模式解复用，最后示波器接收。

然而，该模分复用通信结构存在以下缺点：1)在激光器谐振腔外实现模分复用，采用较多空间光学元件，所以该装置装配复杂，损耗较大。2)为实现将相同波长的6个独立数据加载到少模光纤支持的6种偏振和空间模式中，需要在模式复用器前加光纤实现延迟并使用光放大器加载噪声，此种方式复杂且不易实现。

发明内容

本发明为了解决现有模分复用系统中，在光源外实现复用的结构及加载信号方式复杂的问题，提出了一种基于时空锁模少模光纤激光器的空间通信系统。

本发明采用的技术方案是：

基于时空锁模少模光纤激光器的空间通信系统，该系统包括：第一信号源、第一泵浦源、第一透镜、第一相位片、第一棱镜、第二信号源、第二泵浦源、第二透镜、第二相位片、第二棱镜、第三信号源、第三泵浦源、第三透镜、第三相位片、第三棱镜、反射镜、短波通二向色镜、第四透镜、少模掺铒光纤、第一偏振控制器、隔离器、第二偏振控制器、第五透镜、分光棱镜、空间通信信道、第六透镜、光子灯笼、第一探测器、第二探测器、第三探测器和数字信号处理器；

第一信号源、第一泵浦源之间通过电缆连接；第二信号源、第二泵浦源之间通过电缆连接；第三信号源、第三泵浦源之间通过电缆连接；第一泵浦源、第一透镜、第一相位片和第一棱镜依次共光轴设置；第二泵浦源、第二透镜、第二相位片和第二棱镜依次共光轴设置；第三泵浦源、第三透镜、第三相位片和第三棱镜依次共光轴设置；第三棱镜、第二棱镜、第一棱镜与反射镜依次共光轴设置；反射镜、短波通二向色镜及第四透镜依次共光轴设置；少模掺铒光纤a端口位于第四透镜的焦点处，b端口通过熔融连接方式与第一偏振控制器c端口连接；第一偏振控制器d端口、隔离器e端口、隔离器f端口、第二偏振控制器g端口依次通过熔融连接方式连接；第二偏振控制器h端口位于第五透镜焦点处；第五透镜、分光棱镜和第六透镜依次共光轴设置；分光棱镜与二向色镜共光轴设置；光子灯笼i端口位于第六透镜焦点处；光子灯笼j端口与第一探测器连接，光子灯笼k端口与第二探测器连接，光子灯笼l端口与第三探测器连接，第一探测器、第二探测器、第三探测器共同与数字信号处理器通过电缆连接。