[发明专利]一种光接收机和基于光接收机的光信号调节方法

说明书

本发明实施例公开一种光接收机，包括：光学天线、分光器、电荷耦合元件CCD、光电探测器、驱动器、光学相控阵列OPA、低通滤波器和处理器；其中，所述OPA包括光栅阵列、相位调制器阵列和光耦合器，所述光学天线、所述分光器和所述OPA的光栅阵列共光轴，所述分光器位于所述光学天线和所述OPA的光栅阵列之间，所述光栅阵列位于所述光学天线的焦平面的前方。相应的，本发明实施例还提供了一种光信号调节方法，具有成本低，功耗低和调节速度快的优点。

技术领域

本发明实施例涉及自由光通信领域，尤其涉及一种光接收机和基于光接收机的光信号调节方法。

背景技术

OWC(Optical Wireless Communication，简称OWC，光无线通信)利用自由空间信道进行光信号的传输。由于具有安装灵活、抗电磁辐射、无需频段申请等优点，OWC得到广泛应用。光信号在大气信道传输时，受到大气湍流的影响，使得局部大气的折射率发生随机的变化，引起光信号的波前畸变。随着传输距离的增大，这种畸变越来越严重。在接收天线的像平面上，波前畸变的光束无法汇聚到一个点，形成直径随机变化的弥散光斑。这种效应也被称为光学闪烁。接收天线的面积有限，无法接收整个光斑，造成光信号的随机损耗。在时域上，接收天线的光信号转换后的光电流发生显著的波动，波动的频率小于10kHz，这种波动会导致光接收机的误码率大大增加。

为了解决这个问题，提出了一种自适应光学的技术，对光信号的波前进行校正，使得光束重新汇聚到一点，消除光学闪烁，补偿大气湍流引起的光信号劣化，降低光接收机的误码率。目前的光接收机的工作原理为：接收天线由可变形曲面镜与次镜构成，将光束的一部分汇聚到接收光纤中。光信号最终被光电探测器转换成电信号。通信接收机对电信号进行解调、恢复，然后送到目的网络。光束的另一部分经分光镜反射到波前传感器中。曲面变形镜的每个小镜子的转向角由电压分别控制。根据波前传感器与接收机总的反馈信息，控制单元分别对各电极施加不同的电压，以对可变形镜的面形进行适时调节，进而对光束的波前畸变进行动态校正，使得光束能被准确地汇聚到接收光纤的输入端面。

由此可见，目前的光信号自适应调节方法存在以下问题：曲面反射镜的制作工艺繁杂，成本较高；曲面反射镜利用压电效应来调节相位，具有功耗大和调节速度慢的问题；同时在相位调节的过程中需要对曲面变形镜中每个小镜子进行调节，计算开销大。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种光接收机和基于光接收的光信号调节方法，可解决现有技术中成本高、功耗大和调节速度慢的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例第一方面提供了一种光接收机，包括：光学天线、分光器、电荷耦合元件CCD、光电探测器、驱动器、光学相控阵列OPA、低通滤波器和处理器；其中，所述OPA包括光栅阵列、相位调制器阵列和光耦合器；

所述光学天线用于对接收的光信号进行汇聚处理后生成汇聚光信号；

所述分光器用于对所述汇聚光信号进行分路处理后生成第一光信号和第二光信号；

所述CCD用于采集所述第一光信号的光斑；

所述OPA用于通过所述光栅阵列接收所述第二光信号，并将经由所述光栅阵列和所述相位调制器阵列的波导光波由所述光耦合器处理后生成合路光信号；

所述光电探测器用于对所述合路光信号进行光电转换处理后生成电信号；

所述低通滤波器用于对所述电信号进行低通滤波处理后生成低频噪声电信号；

所述处理器用于对所述低频噪声电信号进行采样处理后得到至少一个采样值，并计算所述至少一个采样值的方差；

若所述方差大于方差阈值，根据所述光斑的位置信息确定待调节的相位调制器，以及根据光学自适应算法计算所述待调节的相位调制器的电压调节量；