[发明专利]WFOV和NFOV共享孔径信标激光

说明书

公开了WFOV和NFOV共享孔径信标激光。一种自由空间光通信的方法包括由聚焦光学器件(230、230a‑b)将从光发射器(220、220a‑b)出射的光通信光束(210)引导到双包层光纤(300)中。所述双包层光纤具有第一端(302)和第二端(304)，其中所述第一端被布置成接收所述光通信光束。所述双包层光纤包括纤芯(310)、第一包层(320)和第二包层(330)。所述方法也包括由准直光学器件(242、242a‑b)将所述光通信光束从所述双包层光纤的所述第二端引向通信终端(400、500、600)的光接收器(250、250a‑b)。所述光通信光束的第二部分(210l)围绕所述光通信光束的第一部分(210h)同心地布置，所述第一部分具有比所述第二部分更高的强度。

技术领域

本公开涉及低成本紧凑的宽视场(WFOV)和窄视场(NFOV)共享孔径信标激光束。

背景技术

通信终端可以通过自由空间光链路来发射和接收光信号。通信终端通常使用获取和跟踪系统来通过将光束指向彼此而建立光链路。例如，发射终端可以使用信标激光来照射接收终端，同时接收终端可以使用位置传感器来定位发射终端以监测信标激光。附加地，转向机构可以操纵终端来指向彼此并且一旦建立采集就跟踪该指向。针对以高速度相对于彼此移动的通信终端——诸如卫星或高空通信设备，快速转向镜或快速平衡环通常被用作转向机构。用于连接移动的通信终端的这样的获取和跟踪系统由于使终端移动所需要的高水平的复杂度而价格昂贵。然而，安装在建筑物上的通信终端是相对稳定的，并且因此可以使用比与相对于彼此移动的通信终端相关联的那些获取和跟踪功能更简单的获取和跟踪功能来建立光链路。

发明内容

本公开的一个方面提供自由空间光通信的方法。所述方法包括由聚焦光学器件将从光发射器出射的光通信光束引导到双包层光纤中并且由准直光学器件将所述光通信光束从所述双包层光纤的第二端引向通信终端的光接收器。所述光通信光束承载数据。所述双包层光纤具有第一端和第二端，并且所述第一端被布置成接收所述光通信光束。所述双包层光纤包括具有第一数值孔径的纤芯、围绕所述纤芯同心地布置的第一包层以及围绕所述第一包层同心地布置的第二包层。所述纤芯被配置成将所述光通信光束的第一部分从所述双包层光纤的所述第一端传播到所述双包层光纤的所述第二端。所述第一包层具有大于或者等于所述第一数值孔径的第二数值孔径。而且，所述第一包层被配置成将所述光通信光束的第二部分从所述双包层光纤的所述第一端传播到所述双包层光纤的所述第二端。所述光通信光束的所述第二部分围绕所述光通信光束的所述第一部分同心地布置，所述光通信光束的所述第一部分具有比所述光通信光束的所述第二部分更高的强度。

本公开的实施方式可以包括以下可选特征中的一个或多个。在一些实施方式中，所述聚焦光学器件被配置成将来自所述光发射器的所述光通信光束的所述第一部分指引到所述双包层光纤的所述纤芯中并且将来自所述光发射器的所述光通信光束的所述第二部分指引到所述双包层光纤的所述第一包层中。所述方法也可以包括使所述纤芯扰动以耦合来自所述纤芯的所述光通信光束的所述第二部分以作为所述光通信光束的低强度部分来在所述第一光栅中传播。所述光通信光束的所述第一部分作为所述光通信光束的高强度部分来在所述纤芯中传播。所述纤芯的扰动可以包括对所述双包层光纤施加径向力以致使所述纤芯的微弯曲损耗。所述纤芯的所述微弯曲损耗导致来自所述纤芯的所述光通信光束的所述第二部分的耦合以作为所述光通信光束的所述低强度部分来在所述第一光栅中传播。所述光通信光束的所述第二部分与所述光通信光束的所述第一部分的耦合比取决于所述径向力的强度以及由于所述径向力而形成在所述双包层光纤中的至少一个对应的槽的至少一个周期。所述纤芯的扰动可以随着所述光通信可以离开所述双包层光纤而引起无散斑平顶型的输出功率剖面。所述光发射器可以包括单模光源。