[发明专利]基于2×4 90°光学桥接器的自由空间相干光通信探测装置

摘要

一种基于2×490°光学桥接器的自由空间相干光通信探测装置。其构成包括可调谐本振激光光源、调制器、压控振荡器、信号光光源、光滤波器、2×490°自由空间光学桥接器、第一平衡探测器、第二平衡探测器、混频器、环路滤波器和信号接收器。本发明通过可调谐本振激光光源和压控振荡器同时跟踪信号光的相位变化，压控振荡器反应灵敏，可调谐本振激光光源调谐范围大，两者结合能够快速跟踪信号光相位变化实现相位锁定；本装置相位误差偏差小，系统精确度高。当发射机发射二进制相移键控(BPSK)信号时，接收机可以快速的高精度的实现基带信号解调。

主权项

1.一种基于2×4 90°光学桥接器的自由空间相干光通信探测装置，特征在于其构成包括可调谐本振激光光源(1)、调制器(2)、压控振荡器(3)、信号光光源(4)、光滤波器(5)、2×4 90°自由空间光学桥接器(6)、第一平衡探测器(7)、第二平衡探测器(8)、混频器(9)、环路滤波器(10)和信号接收器(11)；所述的可调谐本振激光光源(1)的输出端与所述的调制器(2)的第一输入端相连，所述的压控振荡器(3)的输出端与所述的调制器(2)的第二输入端相连，所述的调制器(2)的输出端与所述的光滤波器(5)的输入端相连，该光滤波器(5)的输出端与所述的2×4 90°自由空间光学桥接器(6)的第一输入端相连，所述的信号光光源(4)的输出端与所述的2×4 90°自由空间光学桥接器(6)的第二输入端相连，该2×4 90°自由空间光学桥接器(6)的第一输出端和第二输出端分别与所述的第一平衡探测器(7)的第一输入端和第二输入端相连，所述的第一平衡探测器(7)的输出端分别与所述的混频器(9)的第一输入端和信号接收器(11)的输入端相连；2×4 90°自由空间光学桥接器(6)的第三输出端和第四输出端分别与所述的第二平衡探测器(8)的第一输入端和第二输入端相连，所述的第二平衡探测器(8)的输出端与所述的混频器(9)的第二输入端相连；所述的混频器(9)的输出端与所述的环路滤波器(10)的输入端相连；所述的环路滤波器(10)的输出端分别与所述的可调谐本振激光光源(1)的输入端和所述的压控振荡器(3)的输入端相连；所述的可调谐本振激光光源(1)产生的本振光与压控振荡器(3)产生的信号通过调制器(2)进行调制后通过带通光滤波器(5)，其结果与信号光光源(4)产生的信号光通过2×4 90°自由空间光学桥接器(6)进行混合，用第一平衡探测器(7)探测得出I路电信号，并通过信号接收器(11)进行接收； 与此同时，将I路部分电信号与用第二平衡探测器(8)探测得到的Q路信号通过混频器(9)进行混频，其结果经过环路滤波器(10)反馈给可调谐本振激光光源和压控振荡器，来控制本振光和压控振荡器输出信号的频率，实现相位锁定；所述的2×490°自由空间光学桥接器由第一透镜(12)、第一四分之一波片(13)、第二透镜(14)、第一偏振分束器(15)、第三透镜(16)、第二四分之一波片(17)、第二偏振分束器(18)、第三四分之一波片(19)、第四透镜(20)、第四四分之一波片(21)、第三偏振分束器(22)、第五透镜(23)和第六透镜(24)组成；所述的第一平衡探测器由第一探测器(25)、第二探测器(26)和第一差分电路(27)组成；所述的第二平衡探测器由第三探测器(28)、第四探测器(29)和第二差分电路(30)组成；所述的光滤波器(5)输出的线偏振光经第一透镜(12)后通过第一四分之一波片(13)变成第一圆偏振光，第一圆偏振光经过第一偏振分束器(18)后变成第一垂直线偏振光和第一水平线偏振光，所述的信号光光源(4)输出的线偏振光经第四透镜(20)后通过第三四分之一波片(19)变成第二圆偏振光，第二圆偏振光经过第一偏振分束器(18)后变成第二垂直线偏振光和第二水平线偏振光，其中，第一垂直线偏振光和第二水平线偏振光经过第二四分之一波片(17)后变成第三圆偏振光，第三圆偏振光经过第二偏振分束器(15)后变成第三垂直线偏振光和第三水平线偏振光，第三水平线偏振光经过第二透镜(14)后由第一探测器(25)探测，第三垂直线偏振光经过第三透镜(16)后由第二探测器(26)探测，第一探测器(25)和第二探测器(26)探测得到的两路电信号经第一差分电路(27)后得到两路电信号之差，第二垂直线偏振光和第一水平线偏振光经过第四四分之一波片(21)后变成第四圆偏振光，第四圆偏振光经过第三偏振分束器(22)后变成第四垂直线偏振光和第四水平线偏振光，第四水平线偏振光经过第五透镜(23)后由第三探测器(28)探测，第四垂直线偏振光经过第六透镜(24)后由第四探测器(29)探测，第三探测器(28)和第四探测器(29)探测得到的两路电信号经第二差分电路(30)后得到两路电信号之差。