[发明专利]一种偏振复用空间激光通信系统以及光端机

说明书

一种偏振复用空间激光通信系统以及光端机，涉及空间激光通信技术领域，解决了增加设备体积和技术复杂度的问题。系统包括光束控制模块、分光模块、旋光模块、激光发射模块和通信接收模块；通信接收过程中光束控制模块用于将信号光缩束后入射至分光模块，分光模块用于将信号光分为P光与S光，旋光模块用于将P光和S光两次旋转后入射至分光模块，分光模块将旋光后的P光和S光合并后送至通信接收模块；通信发射过程中激光发射模块用于产生信号光并入射至分光模块，分光模块用于将信号光分为P光和S光，旋光模块用于将P光和S光两次旋转后入射至分光模块，分光模块将旋光后的P光和S光合并后送至光束控制模块，光束控制模块用于将信号光扩束。

技术领域

本发明涉及空间激光通信技术领域，具体涉及一种偏振复用空间激光通信系统以及光端机。

背景技术

空间激光通信是以激光为载波，在空间实现信息无线传输的通信方式。激光通信具有抗干扰能力强、安全性高、通信速率高、传输速度快、信息容量大的优势，在军事和民用领域均有重大的战略需求与应用价值。同时空间通信的方式自由灵活，在卫星与卫星之间、卫星与地面之间的通信等方面具有极大的应用潜力。

中国专利文献《一种同频段偏振复用空间激光通信光端机》（公开号为CN107919912A）中公开了一种同频段偏振复用空间激光通信光端机。通信光的接收通过偏振分光棱镜进行P光与S光分离，两种正交的偏振态通信光经法拉第透镜旋转和滤光片、检偏器的组合消除杂光分别由P光通信接收机S光通信接收机接收信号。通信光的发射由P激光发射机和S激光发射机分别发射信号，在经过法拉第透镜和偏振分光棱镜组合将两信号光合并在一起，最后通过望远镜扩束射向通信对象。但是其使用多个激光发射机与多个通信接收机解决隔离度问题，大大增加了设备的体积和成本以及技术的复杂度。

发明内容

为了解决现有通信系统增加设备体积和技术复杂度的问题，本发明提出了一种偏振复用空间激光通信系统以及光端机。

本发明的技术方案如下：

一种偏振复用空间激光通信系统，包括光束控制模块、分光模块、旋光模块、激光发射模块以及通信接收模块；

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；

在通信发射过程中，所述激光发射模块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。

优选地，所述光束控制模块包括光学天线和快速反射镜，所述光学天线用于信号光的缩束和扩束，所述快速反射镜用于在光学天线和分光模块之间实现光束的方向调节。

优选地，所述分光模块包括第一偏振分光棱镜和第二偏振分光棱镜；

所述第一偏振分光棱镜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。

优选地，所述旋光模块包括第一法拉第旋光器、第一λ/2波片、第一直角三角棱镜、第二直角三角棱镜、第二法拉第旋光器以及第二λ/2波片；

在通信接收过程中，所述第一法拉第旋光器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，所述第一直角三角棱镜用于调节光束方向并入射至所述分光模块；