[发明专利]一种基于艾里光束的导频辅助自相干激光通信系统

权利要求书

1.一种基于艾里光束的导频辅助自相干激光通信系统，其特征在于，包括：

通信光发送模块、导频辅助光耦合模块、空间光耦合模块、艾里光束整形模块、光功率探测模块以及通信解码模块；

所述通信光发送模块用于将所传输信息进行编码，并对通信光束的强度及相位进行调制，得到携带传输信息的通信光束；

所述导频辅助光耦合模块用于将导频辅助光耦合进通信光束；所述的导频辅助光与通信光束的频率偏移在GHz量级，保证频率偏移量大于传输信息带宽的同时干涉信号亦能被光功率探测器探测；

所述空间光耦合模块用于将通信光束耦合进自由空间；

所述艾里光束整形模块用于在自由空间中对通信光束整形成艾里光的空间分布，通信光整形成艾里光束后在大气信道进行传输；

所述光功率探测模块用于探测从大气信道传输至接收端通信光束的光强信息并将其转换成电信号；

所述通信解码模块用于对所述光功率探测模块转换得到的电信号进行解码，得到所传输信息。

2.根据权利要求1所述的激光通信系统，其特征在于，所述通信光发送模块首先由激光光源产生通信光束，然后将所编码信息通过任意波形发生器生成调制波形，再通过调制器对所述输出光束进行调制。

3.根据权利要求1或者2所述的激光通信系统，其特征在于，所述通信光发送模块输出激光采用单模光纤传输。

4.根据权利要求1所述的激光通信系统，其特征在于，所述导频辅助光耦合模块通过导频光激光光源发射一束与所述激光光源频率相差GHz量级内的导频光束，并通过铒掺杂光纤放大器将导频光束和通信光束合束并放大。

5.根据权利要求1所述的激光通信系统，其特征在于，所述空间光耦合模块通过光纤耦合器将在光纤中传播的通信光束耦合至自由空间中。

6.根据权利要求1所述的激光通信系统，其特征在于，所述艾里光束整形模块，通过外部计算机生成艾里光束的相位图分布并加载至空间光调制器，将所述通信光束调制成艾里光分布，其分布形式为：

Φ（r，ϕ）=akr^3/2

其中，k为波数，ϕ为方位角，r为半径，a为径向相位的设计参数，可通过调节参数a控制产生的光束在不同传输距离下的发散度。

7.根据权利要求1所述的激光通信系统，其特征在于，所述光功率探测模块以及通信解码模块采用直接探测的方式探测接收器处所接收的通信光束与导频光束干涉的强度分布，再通过通信解码模块将所传输信息解码。