[发明专利]一种用于大容量空间通信的基阶径向偏振激光复用设备

权利要求书

1.一种用于大容量空间通信的基阶径向偏振激光复用设备，其特征在于，复用技术涉及的设备包括信号编码器(1)、信号调制模块、载波信号发射模块(2)、信号接收模块、信号解调模块和信号解码器(9)；

信号编码器将待发送信息转为电信号，发送至信号调制模块，载波信号发射模块发射中红外波长的径向偏振激光作为载波信号，信号调制模块根据控制信号发送不同偏振角度的线性偏振激光，并发送至载波信号，信号接收端接收调制后载波信号，发送至信号解调器，信号解调器对信号解调并转换为电信号发送至信号解码器，完成空间通讯；

其中，信号调制模块包括第一可调制激光器（31），第二可调制激光器（32），第三可调制激光器（33），第四可调制激光器（34），第五可调制激光器（35），第六可调制激光器（36），第一偏振片（41），第二偏振片（42），第三偏振片（43），第四偏振片（44），第五偏振片（45），第六偏振片（46），第一全反镜（51），第二全反镜（52），第三全反镜（53），第四全反镜（54），第五全反镜（55），第六全反镜（56），第一反射镜（61），第二反射镜（62），第三反射镜（63），第四反射镜（64），第五反射镜（65）和第六反射镜（66）；所述第一偏振片（41），第二偏振片（42），第三偏振片（43），第四偏振片（44），第五偏振片（45），第六偏振片（46）呈阵列排列，且分别设置在第六可调制激光器（36）、第五可调制激光器（35）、第四可调制激光器（34）、第三可调制激光器（33）、第二可调制激光器（32）和第一可调制激光器(31)的出光方向上；第一全反镜（51）设置在第一偏振片（41）的偏振光输出端，第二全反镜（52）设置在第二偏振片（42）的偏振光输出端，第三全反镜（53）的光线输入端设置在第三偏振片（43）的偏振光输出端，第四全反镜（54）位于在第四偏振片（44）的偏振光输出端处，第五全反镜（55）设置在第五偏振片（45）的偏振光输出端处，第六全反镜（56）设置在第六偏振片（46）的偏振光输出端处；

信号接收模块包括窄带通滤波器（10），第一分光计（71），第二分光计（72），第三分光计（73），第四分光计(74)和第五分光计(75)；

信号解调模块包括第七偏振片(411)，第八偏振片(421)，第九偏振片(431)，第十偏振片(441)，第十一偏振片(451)，第十二偏振片(461)，第一探测器(81)，第二探测器(82)，第三探测器(83)，第四探测器(84)，第五探测器(85)和第六探测器(86)；

其中，第一偏振片( 41) ，起偏方向与竖直方向重合；第二偏振片( 42) ，起偏方向与竖直方向呈30度夹角；第三偏振片( 43) ，起偏方向与竖直方向呈60度夹角；第四偏振片(44) ，起偏方向与竖直方向呈90度夹角；第五偏振片( 45) ，起偏方向与竖直方向呈120度夹角；第六偏振片( 46) ，起偏方向与竖直方向呈150度夹角；第七偏振片( 411) ，起偏方向与竖直方向重合；

第八偏振片( 421) ，起偏方向与竖直方向呈30度夹角；第九偏振片( 431) ，起偏方向与竖直方向呈60度夹角；第十偏振片( 441) ，起偏方向与竖直方向呈90度夹角；第十一偏振片( 451) ，起偏方向与竖直方向呈120度夹角；

第十二偏振片( 461) ，线偏振片，直径12.5 mm，工作波长1500 - 5000 nm，起偏方向与竖直方向呈150度夹角；

所述基阶径向偏振激光复用的具体方法如下：

(1)信号编码器(1)将待发送信息转换为相应的电信号，发送至信号调制模块;

(2)载波信号发射模块(2)产生径向偏振激光作为载波信号；

(3)根据信号编码器(1)产生的电信号，第一可调制激光器(31)，第二可调制激光器(32)，第三可调制激光器(33)，第四可调制激光器(34)，第五可调制激光器(35)，第六可调制激光器(36)在接收到对应的控制指令后，控制激光的输出，当可调制激光器处于开启状态下时，输出的激光分别经由对应第一偏振片(41)、第二偏振片(42)、第三偏振片(43)、第四偏振片(44)、第五偏振片(45)、第六偏振片(46)进行偏振，偏振后的激光经由对应第一全反镜(51)，第二全反镜(52)，第三全反镜(53)，第四全反镜(54)，第五全反镜(55)，第六全反镜(56)发射至对应第一反射镜(61)，第二反射镜(62)，第三反射镜(63)，第四反射镜(64)，第五反射镜(65)，第六反射镜(66)，耦合进载波信号中；处于关断状态下的可调制激光器，不出射激光，即无经过偏振选择的激光耦合进载波信号中；

(4)调制后载波信号发送至窄带通滤波器(10)，窄带通滤波器(10)滤除光噪声，将滤除后的信号光发送至第一分光计(71)，第一分光计(71)将信号光等比例、不改变偏振态情况下分别发送至第二分光计(72)和第三分光计(73)，第三分光计(73)将输入激光以70比30的比例分为两束，对应70比例的光发送至第四分光计(74)，第四分光计(74)将输入激光等比例分为两份光分别出射，第二分光计(72)将输入激光以70比30的比例分为两束，对应70比例的光发送至第五分光计(75)，第五分光计(75)将入射激光等比例分束；

(5) 第二分光计(72)分束后，分束后激光其中一路经由第七偏振片(411)，以径向偏振激光作为载波信号的激光经由第七偏振片(411)后，仅保留偏振方向为与竖直方向相同的振幅分量，对应分量激光强度由第一探测器(81)测得；第五分光计(75)出射激光，其中一路入射至第八偏振片(421)，经由第八偏振片(421)，仅保留与竖直方向偏转30度方向的振幅分量，对应分量激光强度由第二探测器(82)测得，另一路激光入射至第九偏振片(431)，仅保留与竖直方向偏转60度方向的振幅分量，对应分量激光强度由第三探测器(83)测得；第三分光计(73)将入射激光分束后，其中一束激光入射至第十偏振片(441)，仅保留与竖直方向偏转90度方向的振幅分量，对应分量激光强度由第四探测器(84)测得；第四分光计(74)将入射激光分束，其中一路入射至第十一偏振片(451)，经由第十一偏振片(451)，仅保留与竖直方向偏转120度方向的振幅分量，对应分量激光强度由第五探测器(85)测得，另一路激光入射至第十二偏振片(461)，仅保留与竖直方向偏转150度方向的振幅分量，对应分量激光强度由第六探测器(86)测得；

(6)第一探测器(81)，第二探测器(82)，第三探测器(83)，第四探测器(84)，第五探测器(85)，第六探测器(86)将所测的对应分量的激光强度信息，发送至信号解码器(9)，信号解码器(9)根据各振幅分量的强度是否大于一定值，判断对应振幅分量表示的信息，完成解码；

(7)信号解码后，根据二进制信息编译为原始信号，完成空间激光通讯。