[发明专利]一种空间光通信终端接收同轴度在线校准装置及校准方法

权利要求书

1.一种空间光通信终端接收同轴度在线校准装置，包括空间光通信终端、与空间光通信终端连接的上位机，其特征是：所述空间光通信终端的收发光轴端与准直天线的出瞳光束对准，所述准直天线的入瞳端的一侧设置有二维电控摆镜，信号激光器和信标激光器通过同轴发射光纤发射两束同轴的信号光与信标光到所述的二维电控摆镜上，并通过所述二维电控摆镜发射到准直天线中，所述二维电控摆镜位于准直天线的焦面处；

所述信号激光器选用单模光纤输出的1550nm波段激光器；所述信标激光器选用单模光纤输出的800nm波段激光器，所述同轴发射光纤通过光纤熔融拉锥技术将两根单模光纤熔接在一起。

2.根据权利要求1所述的空间光通信终端接收同轴度在线校准装置，其特征是：所述二维电控摆镜选用压电陶瓷驱动的二维摆镜，通过线性传感器进行闭环控制。

3.根据权利要求1所述的空间光通信终端接收同轴度在线校准装置，其特征是：所述准直天线采用离轴平行光管，由210mm口径抛物面主镜和130mm口径二次曲面次镜构成；基本参数为：入瞳尺寸210mm；系统焦距6000mm；工作波长400nm-1700nm；系统波像差优于λ/15，RMS，@632.8nm。

4.根据权利要求1所述的空间光通信终端接收同轴度在线校准装置，其特征是：所述同轴发射光纤的输入端为信号激光器的单模光纤和信标激光器的单模光纤，所述同轴发射光纤的输出端位于所述准直天线的焦点处，出射的激光光束发散角20±2urad。

5.一种用权利要求1-4之一所述的空间光通信终端接收同轴度在线校准装置进行空间光通信终端接收同轴度在线校准的方法，其特征是：该方法包括如下步骤：

通过上位机控制空间光通信终端进行瞄准，使空间光通信终端的收发光轴与准直天线的出瞳光束对准，经空间光通信终端的收发天线和分光光路后，接收到的信号光通过信号接收光路传输至通信探测器APD上，接收到的信标光通过信标接收光路传输至捕跟探测器CCD上，利用二维电控摆镜控制在线校准装置发射的光束偏角，用户辅助寻找最佳通信中心位置，具体方法如下：

在空间光通信终端出厂前，通过空间光通信终端定点瞄准到通信探测器APD的通信效果最佳的位置，此时在捕跟探测器CCD上形成的光斑位置为（X₀，Y₀），在空间光通信终端环境试验或使用过程中，如需进行终端接收同轴度在线校准，将终端瞄准至捕跟探测器CCD位置为（X₀，Y₀）处，同时检测通信探测器APD的通信效果，如果通信接收效果在允许偏差内，则可判定终端接收同轴度满足要求，无需校准；如果通信接收效果超出允许偏差，则可判定终端接收同轴度不满足要求，需要进行在线校准，这时通过二维电控摆镜进行扫描，再次找到空间光通信终端的通信探测器通信APD效果最佳的位置，记录此时在捕跟探测器CCD上形成的光斑位置为（X,Y），此时，空间光通信终端接收轴同轴度的偏离量为：

（1）

其中，d为捕跟探测器CCD像元尺寸，f为信标光接收光路焦距，空间光通信终端接收轴同轴度校准量为：

（2）

分别为在X方向和Y方向的空间光通信终端接收轴同轴度校准量。