[发明专利]适用于长距离无线光通信的部分相干光束生成装置及方法

权利要求书

1.适用于长距离无线光通信的部分相干光束生成装置，其特征在于，恒温装置A与宽谱段激光器接触，恒流驱动器A与宽谱段激光器电连接；恒温装置B与窄线宽激光器接触，恒流驱动器B与窄线宽激光器电连接；恒温装置A、恒流驱动器A、恒温装置B、恒流驱动器B分别与控制器的输出端电连接；宽谱段激光器、窄线宽激光器、第一光纤分束器(1)、第二光纤分束器(2)、第一光谱仪、第二光谱仪、光纤合束器(3)、EDFA(掺铒光纤放大器)、光纤模式转换器(4)、多模光纤(5)之间有线光连接，其中：宽谱段激光器的输出光纤接入第一光纤分束器(1)，第一光纤分束器(1)的一个输出口与第一光谱仪连接，另一个输出口与光纤合束器(3)的一个输入口连接，窄线宽激光器的输出光纤接入光纤合束器(3)的另一个输入口，光纤合束器(3)的输出口与EDFA的输入口连接，EDFA的输出口与第二光纤分束器(2)的输入口连接，第二光纤分束器(2)的一个输出口与第二光谱仪连接，另一个输出口与光纤模式转换器(4)连接，光纤模式转换器(4)的输出光纤接入多模光纤(5)；第一光谱仪、第二光谱仪还分别与控制器的输入端电连接；宽谱段激光器的中心波长、窄线宽激光器的中心波长以及EDFA的工作波长均为1550纳米，宽谱段激光器的谱段宽度为20～100纳米，窄线宽激光器的线宽为0.5～2纳米；多模光纤(5)备有若干根，彼此的色散常数τ不同，择一使用。

2.根据权利要求1所述的适用于长距离无线光通信的部分相干光束生成装置，其特征在于，宽谱段激光器为蝶形封装的超宽谱半导体激光器，谱段宽度为55纳米，发光的光功率为22mW；窄线宽激光器为TO封装的分布反馈式半导体激光器，线宽为1纳米，发光的光功率为2mW；恒温装置A、恒温装置B的结构相同，在恒温装置A或者恒温装置B中，珀尔帖器件紧密贴合在热沉的下表面上，热敏电阻安装于所述下表面上；珀尔帖器件两极、热敏电阻两极均分别通过导线与温度控制器的对应引脚连接；恒温装置A与宽谱段激光器接触，或者恒温装置B与窄线宽激光器接触，是指宽谱段激光器、窄线宽激光器分别安装在恒温装置A、恒温装置B中的热沉的上表面上；恒温装置A或者恒温装置B分别与控制器的输出端电连接是指恒温装置A或者恒温装置B中的温度控制器分别与控制器的输出端电连接；恒流驱动器A、恒流驱动器B相同，恒流驱动器A或者恒流驱动器B的最大输出电流为250mA，电流输出精度为0.5％；第一光纤分束器(1)、第二光纤分束器(2)均为拉锥型光纤分束器，第一光纤分束器(1)的分光功率比为90:10，10％光功率的输出口与第一光谱仪连接，90％光功率的输出口与光纤合束器(3)的一个输入口连接，第二光纤分束器(2)的分光功率比为99:1，1％光功率的输出口与第二光谱仪连接，99％光功率的输出口与光纤模式转换器(4)连接；第一光谱仪、第二光谱仪相同，均为近红外光谱仪；光纤合束器(3)为熔融拉锥型光纤合束器；EDFA的最大输出功率为20dBm；光纤模式转换器(4)为单多模式转换器；选用色散常数τ经验值为3.5ps/(nm.km)的多模光纤(5)，对应长度为20m、芯径为105μm，数值孔径为0.22。

3.适用于长距离无线光通信的部分相干光束生成方法，其特征在于，确定需要生成的部分相干光束的相干度γ，选定具有光谱常数α的宽谱段激光器和具有色散常数τ的某一多模光纤(5)，由公式γ＝[1+(ατ/t_c)²]^-0.25计算出相干时间t_c；启动所述适用于长距离无线光通信的部分相干光束生成装置，宽光谱激光器、窄线宽激光器发出的光由光纤合束器(3)合束并由EDFA放大后，再由第二光纤分束器(2)分出一部分光给第二光谱仪；第二光谱仪测量该束光的相干时间，A、当与所述计算出的相干时间t_c相同，由第二光纤分束器(2)分出的另一部分光经由光纤模式转换器(4)和多模光纤(5)后输出需要生成的部分相干光束，B、当与所述计算出的相干时间t_c不同，第二光谱仪向控制器发送相干时间差信号，由控制器据此向恒流驱动器A、恒流驱动器B发送控制信号，分别改变宽光谱激光器、窄线宽激光器的发光强度，从而改变光纤合束器(3)输出口输出的光的相干时间，使其与所述计算出的相干时间t_c相同。