[发明专利]一种偏振复用空间激光通信系统以及光端机

权利要求书

1.一种偏振复用空间激光通信系统，其特征在于，包括光束控制模块、分光模块、旋光模块、激光发射模块（11）以及通信接收模块（14）；

在通信接收过程中，所述光束控制模块用于将信号光缩束后入射至所述分光模块，所述分光模块用于将信号光分为两个相互正交的偏振态的P光与S光，所述旋光模块用于分别将P光和S光的偏振态方向发生两次旋转后入射至分光模块，所述分光模块将旋光后的P光和S光合并在一起后传送至所述通信接收模块（14）；

在通信发射过程中，所述激光发射模块（11）用于产生信号光并入射至所述分光模块，所述分光模块用于将信号光分为两个相互正交的偏振态的P光和S光，所述旋光模块用于分别将P光和S光的偏振态方向发生两次旋转后入射至所述分光模块，所述分光模块将旋光后的P光和S光合并在一起后传送至所述光束控制模块，所述光束控制模块用于将信号光扩束后射向通信对象。

2.根据权利要求1所述的偏振复用空间激光通信系统，其特征在于，所述光束控制模块包括光学天线（1）和快速反射镜（2），所述光学天线（1）用于信号光的缩束和扩束，所述快速反射镜（2）用于在光学天线（1）和分光模块之间实现光束的方向调节。

3.根据权利要求1所述的偏振复用空间激光通信系统，其特征在于，所述分光模块包括第一偏振分光棱镜（3）和第二偏振分光棱镜（10）；

所述第一偏振分光棱镜（3）用于在通信接收过程中将信号光分为两个相互正交的偏振态的P光和S光，在通信发射过程中将旋光后的P光和S光合并在一起；

所述第二偏振分光棱镜（10）用于在通信接收过程中将旋光后的P光和S光合并在一起，在通信发射过程中将信号光分为两个相互正交的偏振态的P光和S光。

4.根据权利要求1所述的偏振复用空间激光通信系统，其特征在于，所述旋光模块包括第一法拉第旋光器（4）、第一λ/2波片（5）、第一直角三角棱镜（6）、第二直角三角棱镜（7）、第二法拉第旋光器（8）以及第二λ/2波片（9）；

在通信接收过程中，所述第一法拉第旋光器（4）用于接收经所述分光模块投射的P/S光，并进行第一次旋光，所述第一λ/2波片（5）用于将第一次旋光后的光束的偏振态方向向相反方向旋转，然后传送至所述第一直角三角棱镜（6），所述第一直角三角棱镜（6）用于调节光束方向并入射至所述分光模块；

所述第二直角三角棱镜（7）用于接收经所述分光模块投射的S/P光并调节光束方向，然后传送至所述第二法拉第旋光器（8）进行第一次旋光，所述第二λ/2波片（9）用于将第一次旋光后的光束的偏振态方向向相反方向旋转，然后入射至所述分光模块。

5.根据权利要求1所述的偏振复用空间激光通信系统，其特征在于，所述通信系统还包括近红外探测模块（13），所述分光模块还包括分光镜（12）；

所述分光镜（12）用于在通信接收过程中将合并在一起后的光束分别入射至近红外探测模块（13）和通信接收模块（14）。

6.根据权利要求4所述的偏振复用空间激光通信系统，其特征在于，所述第一法拉第旋光器（4）和第二法拉第旋光器（8）对光束的偏振光方向旋转角度均为45°。

7.根据权利要求4所述的偏振复用空间激光通信系统，其特征在于，所述第一λ/2波片（5）与第二λ/2波片（9）对光束的偏振光方向旋转角度均为45°，相位延迟为π。

8.根据权利要求3所述的偏振复用空间激光通信系统，其特征在于，所述第一偏振分光棱镜（3）与第二偏振分光棱镜（10）的消光比均为Tp：Ts3000：1，分光膜的Tp95%，Rs99.5%。

9.一种偏振复用空间激光通信光端机，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的偏振复用空间激光通信系统。