[发明专利]一种OPA与光学相控阵结合的激光通信方法及通信系统

说明书

本发明公开了一种OPA与光学相控阵结合的激光通信方法及通信系统，其中，系统包括：信号发射端和信号接收端，所述信号发射端与所述信号接收端之间连接自由空间传输信道；所述第一光学相控阵和所述第二光学相控阵分设于所述自由空间传输信道两端。本发明通过在激光发射端和激光接收端分别设置OPA，使得激光在进入通信信道内时波长被放大，同时在通信信道内采用由光学相控阵构建的光学相控阵将发射激光束分裂为两束光同时进行扫描捕获，增强光波在传输过程中的绕射能力，同时增大传输距离和扫描效率，在不牺牲激光器发射功率的基础上，缩短捕获时间。

【技术领域】

本发明涉及激光通信技术领域，具体地说，是一种OPA与光学相控阵结合的激光通信方法及通信系统。

【背景技术】

激光通信是一种以激光为载体实现信息传递的无线通信方式，主要利用电-光和光-电转换的视距传输技术，对通信过程中的数据、影像和声音等进行传输。激光通信系统主要由激光发射模块、信号接收模块以及两者之间的自由空间信道构成，传统的激光通信中，光信号在发射端与接收端之间传输过程中的通信波长只有一种，而常用的工作波长抗信道衰减的能力较弱，因此，如何提高工作波长在通信信道中的传输效率，提高抗信道衰减的能力和传输距离成为激光通信领域需要解决的问题之一。

【发明内容】

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种OPA与光学相控阵结合的激光通信方法及通信系统，通过在激光发射端和激光接收端分别设置OPA，使得激光由信号发射端进入通信信道内时波长被放大，从信道内传输至信号接收端时再恢复到短波激光，同时在通信信道内采用由光学相控阵构建的光学相控阵将一束光分裂为两束光同时进行扫描捕获，增强光波在传输过程中的绕射能力，同时增大传输距离和扫描效率，在不牺牲激光器发射功率的基础上，缩短捕获时间。

为实现上述目的，第一方面本发明的技术方案提供了一种OPA与光学相控阵结合的激光通信方法，包括以下步骤：

信号发射端的激光器发射激光束后通过光电调制器对所述激光束的光波进行调制，将所需传输的信息加载到激光载波上；

调制后的激光束利用OPA进行光波转换，将激光器发射的短波激光变换为长波激光；

所述发射激光束经过光学扩束器进行光束发散角的压缩，使得所述发射激光束的传输距离不小于所述信号发射端至信号接收端的距离；

所述发射激光束经过光学相控阵被分为两个分裂光束同时进行扫描捕获；

信号接收端接收到长波激光后将其恢复为短波激光并分别通过信号光接收模块获取信号光通信信息，通过信标光接收模块获取信号光。

优选的，

所述发射激光束经过光学相控阵被分为两个分裂光束同时进行扫描捕获的过程中，至少一个所述分裂光束照射到信号接收端的探测器时，即实现信号发射端与信号接收端瞄准，同时所述信号接收端向所述信号发射端返回一个发射激光束。

优选的，

所述信号光接收模块接收到信号光后，通过信号光解调接收电路读取信号光中的通信信息。

优选的，

所述信标光接收模块接收到信标光后，通过信标光处理电路读取信标光的光束指向信息，并将该信息反馈给光学相控阵。

第二方面本发明的技术方案提供了一种OPA与光学相控阵结合的激光通信系统，包括：信号发射端和信号接收端，所述信号发射端与所述信号接收端之间连接自由空间传输信道；

所述信号发射端沿光源发射方向依次排列有激光器、光电调制器、发射端OPA、光学扩束器和第一光学相控阵；

所述信号接收端沿激光入射方向依次排列有第二光学相控阵、光学缩束器、接收端OPA、信号光接收模块和信标光接收模块；